JPH09167623A - Solid polymer electrolyte fuel cell - Google Patents

Solid polymer electrolyte fuel cell

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JPH09167623A
JPH09167623A JP7328465A JP32846595A JPH09167623A JP H09167623 A JPH09167623 A JP H09167623A JP 7328465 A JP7328465 A JP 7328465A JP 32846595 A JP32846595 A JP 32846595A JP H09167623 A JPH09167623 A JP H09167623A
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Japan
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solid polymer
polymer electrolyte
fuel cell
electrolyte fuel
separator
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JP7328465A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinji Kinoshita
伸二 木下
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Fuji Electric Co Ltd
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Fuji Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】単電池に供給される燃料ガスと酸化剤ガスとの
シール構図を簡便な構成とし、安価で、所要スペースが
小さな燃料電池とする。 【解決手段】単電池が、固体高分子電解質よりなる電解
質膜1の両主面にアノード2とカソード3とを配し、そ
の両面に燃料ガス通流溝6を備えたセパレータ4Cと酸
化剤ガス通流溝7を備えたセパレータ5Cとを配して構
成されるものにおいて、セパレータ4Cのシール面40
Aおよびセパレータ5Cのシール面50Aを平滑面に形
成し、この間に電解質膜1を加圧して挟持し、シール面
40Aと電解質膜1との間、およびシール面50Aと電
解質膜1との間を気密に保持する。
(57) [PROBLEMS] To provide a fuel cell that has a simple structure for sealing a fuel gas and an oxidant gas supplied to a single cell, is inexpensive, and requires a small space. SOLUTION: In a unit cell, an anode 2 and a cathode 3 are arranged on both main surfaces of an electrolyte membrane 1 made of a solid polymer electrolyte, and a separator 4C having a fuel gas flow groove 6 on both surfaces thereof and an oxidant gas. In the structure configured by arranging the separator 5C having the flow-through groove 7, the sealing surface 40 of the separator 4C
A and the seal surface 50A of the separator 5C are formed into a smooth surface, and the electrolyte membrane 1 is pressed and sandwiched between them, and the space between the seal surface 40A and the electrolyte membrane 1 and between the seal surface 50A and the electrolyte membrane 1 are Keep airtight.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、固体高分子電解
質膜を電解質保持層として用い、電気化学反応により発
電する固体高分子電解質型燃料電池に係わり、特にこれ
を構成する単電池の反応ガス気密構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solid polymer electrolyte fuel cell which uses a solid polymer electrolyte membrane as an electrolyte holding layer to generate electricity by an electrochemical reaction, and in particular, a gas-tight reaction gas of a unit cell constituting the solid polymer electrolyte fuel cell Regarding the structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は、従来より用いられている固体高
分子電解質型燃料電池の単電池の代表的な構成例を模式
的に示す分解断面図である。固体高分子電解質よりなる
電解質膜1の二つの主面にアノード2とカソード3とが
密接して積層され、さらにその両外面にガス不透過性材
料からなるセパレータ4および5を配して単電池が構成
されており、アノード2に面するセパレータ4の内面に
は、燃料ガスを外部からアノード2へと供給し余剰ガス
を排出するための燃料ガス通流溝6が、またセパレータ
4の外面には、発電に伴う発熱を除去し所定温度に保持
するための冷却水を通流する冷却水通流溝8が設けられ
ており、同様に、セパレータ5の内面には酸化剤ガス通
流路6、外面には冷却水通流溝8が設けられている。
2. Description of the Related Art FIG. 5 is an exploded sectional view schematically showing a typical constitutional example of a unit cell of a solid polymer electrolyte fuel cell which has been conventionally used. An anode 2 and a cathode 3 are closely laminated on two main surfaces of an electrolyte membrane 1 made of a solid polymer electrolyte, and separators 4 and 5 made of a gas impermeable material are further arranged on both outer surfaces of the electrolyte membrane 1 to form a single cell. On the inner surface of the separator 4 facing the anode 2, a fuel gas flow groove 6 for supplying the fuel gas from the outside to the anode 2 and discharging the surplus gas, and on the outer surface of the separator 4. Is provided with a cooling water flow channel 8 for passing cooling water for removing heat generated by power generation and maintaining the temperature at a predetermined temperature. Similarly, the inner surface of the separator 5 is provided with an oxidizing gas flow channel 6 A cooling water flow groove 8 is provided on the outer surface.

【0003】電解質膜1に用いられる固体高分子電解質
としては、スルホン酸基を持つポリスチレン系の陽イオ
ン交換膜をカチオン導電性膜として用いるもの、フロロ
カーボンスルホン酸とポリビニリデンフロライドの混合
膜、フロロカーボンマトリックスにトリフロロエチレン
をグラファイト化したもの、あるいはパーフロロカーボ
ンスルホン酸(米国デュポン社製、商品名ナフィオン
膜)等が知られている。アノード2およびカソード3
は、いずれも、通常白金触媒とフッ素樹脂とからなる触
媒層と、この触媒層を支持する電極基材とから構成され
ており、電極基材は、同時に、反応ガスを透過して触媒
層に供給する役割と集電体としての役割を果たしてい
る。
The solid polymer electrolyte used for the electrolyte membrane 1 uses a polystyrene cation exchange membrane having a sulfonic acid group as a cation conductive membrane, a mixed membrane of fluorocarbon sulfonic acid and polyvinylidene fluoride, and a fluorocarbon. A matrix in which trifluoroethylene is graphitized, or perfluorocarbon sulfonic acid (trade name: Nafion membrane manufactured by DuPont, USA) is known. Anode 2 and cathode 3
Both are usually composed of a catalyst layer composed of a platinum catalyst and a fluororesin, and an electrode base material that supports this catalyst layer, and the electrode base material simultaneously permeates the reaction gas to the catalyst layer. It plays a role of supplying and a role of current collector.

【0004】このようにして構成される単電池の発生電
圧は1V以下であるので、燃料電池を構成する際には、
複数の単電池を積層してスタックとすることにより電圧
を上げる方法が採られる。図6は、従来より用いられて
いる固体高分子電解質型燃料電池のスタックの基本構成
を示す模式図である。単電池9を積層してその両端に集
電板10を配置し、その外側に電気絶縁と熱絶縁の役割
を果たす絶縁板11を配して締付板11で挟み、皿バネ
13を挿入して締付ボルト15とナット14により締め
つけ、所定の圧力に加圧して保持される。
Since the generated voltage of the unit cell constructed in this way is 1 V or less, when constructing a fuel cell,
A method of increasing the voltage by stacking a plurality of unit cells into a stack is adopted. FIG. 6 is a schematic diagram showing the basic structure of a stack of a solid polymer electrolyte fuel cell that has been conventionally used. The unit cells 9 are stacked, the current collector plates 10 are arranged at both ends thereof, the insulating plates 11 which serve as electric insulation and thermal insulation are arranged on the outer sides thereof, and the plates are sandwiched between the tightening plates 11, and the disc springs 13 are inserted. It is tightened with the tightening bolt 15 and the nut 14, and is pressurized and held at a predetermined pressure.

【0005】図7は、単電池のセパレータの基本構成を
アノード2に面して配置されるセパレータ4を例として
示す模式図で、(a)はその平面図、(b)は(a)の
X−X面における断面図である。(a)に見られるよう
に、セパレータ4のアノード側の主面の中央部にはアノ
ード2に面して複数の燃料ガス通流溝6が配されてい
る。外部より供給された燃料ガスは、燃料ガス入口23
より導入され、入口側マニホールド21より複数の燃料
ガス通流溝6へと分流して送られ、発電に供されたのち
余剰ガスは出口側マニホールド24より外部へと排出さ
れる。なお、酸化剤ガス入口連通孔25および酸化剤ガ
ス出口連通孔26は、セパレータ4に相対して配される
セパレータ5の酸化剤ガス入口および酸化剤ガス出口に
連通する孔で、これらの連通孔を通してセパレータ5へ
の酸化剤ガスの供給、排出が行われる。
FIG. 7 is a schematic view showing the basic structure of a separator of a unit cell by way of example of a separator 4 facing the anode 2. FIG. 7A is a plan view thereof, and FIG. 7B is a plan view thereof. It is sectional drawing in the XX plane. As shown in (a), a plurality of fuel gas flow grooves 6 are arranged facing the anode 2 in the center of the anode-side main surface of the separator 4. The fuel gas supplied from the outside is the fuel gas inlet 23.
After being introduced, the gas is diverted from the inlet-side manifold 21 to the plurality of fuel gas flow grooves 6, and is supplied to the power generation. Then, the surplus gas is discharged from the outlet-side manifold 24 to the outside. Note that the oxidant gas inlet communication hole 25 and the oxidant gas outlet communication hole 26 are holes that communicate with the oxidant gas inlet and the oxidant gas outlet of the separator 5 that is disposed opposite to the separator 4, and these communication holes. The oxidant gas is supplied to and discharged from the separator 5 through the.

【0006】上記のように、固体高分子電解質型燃料電
池ではアノード2の側に燃料ガスを、またカソード3の
側に酸化剤ガスを通流するので、単電池はこれらのガス
を気密に保持する構造とする必要がある。図8は、従来
より用いられている気密保持構造の一例を示す単電池の
分解断面図である。本構成では、セパレータ4Aのアノ
ード2の側の主面の、燃料ガス通流溝6を含む燃料ガス
通流路の外側のシール面40にOリング溝を設けてOリ
ング19を組み込み、相対するセパレータ5Aのカソー
ド3の側の主面のシール面50にも同様にOリング溝を
設けてOリング19を組み込み、電解質膜1を加圧して
挟持することによって電解質膜1とOリング19との間
を気密にし、燃料ガスと酸化剤ガスとの間の気密を保持
している。
As described above, in the solid polymer electrolyte fuel cell, the fuel gas flows to the anode 2 side and the oxidant gas flows to the cathode 3 side, so that the unit cell keeps these gases airtight. It is necessary to have a structure that FIG. 8 is an exploded cross-sectional view of a single cell showing an example of a conventionally used airtight holding structure. In this configuration, the O-ring groove is provided in the seal surface 40 on the main surface of the separator 4A on the anode 2 side outside the fuel gas passage including the fuel gas passage groove 6, and the O-ring 19 is incorporated therein to face each other. Similarly, an O-ring groove is similarly provided in the seal surface 50 of the main surface of the separator 5A on the cathode 3 side to incorporate the O-ring 19, and the electrolyte membrane 1 is pressed and sandwiched so that the electrolyte membrane 1 and the O-ring 19 are separated from each other. The space is made airtight, and the airtightness between the fuel gas and the oxidant gas is maintained.

【0007】図9は、従来より用いられている気密保持
構造の他の例を示す単電池の分解断面図で、本構成にお
いては、図8のOリング19に替わりシートパッキング
20が用いられている。
FIG. 9 is an exploded cross-sectional view of a unit cell showing another example of a conventionally used airtight holding structure. In this structure, a sheet packing 20 is used instead of the O-ring 19 of FIG. There is.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
固体高分子電解質型燃料電池においては、セパレータの
主面の外側に設けたOリング19、あるいはシートパッ
キング20によって、燃料ガスと酸化剤ガスとの間の気
密を保持する方法が採られている。しかしながら、この
構成の固体高分子電解質型燃料電池においては、 (1) Oリング19やシートパッキング20等のシール材
を挟むこととなるので、単電池の厚さが厚くなり、これ
を積層して形成される固体高分子電解質型燃料電池の小
型化が困難となる。
As described above, in the conventional solid polymer electrolyte fuel cell, the fuel gas and the oxidizer are provided by the O-ring 19 or the sheet packing 20 provided outside the main surface of the separator. A method of maintaining airtightness with the gas is adopted. However, in the solid polymer electrolyte fuel cell having this configuration, (1) since the sealing material such as the O-ring 19 and the sheet packing 20 is sandwiched, the thickness of the unit cell becomes large, and the cells are stacked. It becomes difficult to miniaturize the formed solid polymer electrolyte fuel cell.

【0009】(2) 固体高分子電解質は酸性であるため、
耐酸性のシール材を用いるか、あるいは電解質膜とシー
ル材との間に耐酸性の介在物を挿入する必要があり、耐
酸性のシール材や耐酸性の介在物は高価であるので、こ
れを用いた固体高分子電解質型燃料電池は製造コストが
高くなってしまう。等の難点がある。
(2) Since the solid polymer electrolyte is acidic,
It is necessary to use an acid-resistant sealing material or to insert an acid-resistant inclusion between the electrolyte membrane and the sealing material, and this is because the acid-resistant sealing material and acid-resistant inclusion are expensive. The manufacturing cost of the solid polymer electrolyte fuel cell used is high. There are difficulties such as.

【0010】本発明は、上記のごとき従来技術の問題点
を考慮してなされたもので、その目的は、簡便な構成に
よって単電池に供給される燃料ガスと酸化剤ガスが互い
に気密に保持され、安価で省スペースの固体高分子電解
質型燃料電池を提供することにある。
The present invention has been made in consideration of the problems of the prior art as described above, and an object thereof is to keep the fuel gas and the oxidant gas supplied to the unit cell airtight with each other by a simple structure. An object of the present invention is to provide an inexpensive and space-saving solid polymer electrolyte fuel cell.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明においては、 (1) 固体高分子電解質膜の両主面の中央部にそれぞれ電
極層を密接して配置し、さらにその両面に、電極層に相
対して反応ガス通流溝を備えたセパレータを配置して単
電池を形成し、この単電池を複数個積層して構成される
固体高分子電解質型燃料電池において、2個のセパレー
タの反応ガス通流溝の外側に位置する主面をシール面と
し、二つのシール面の間に固体高分子電解質膜の電極層
非設置部分を挟持して、反応ガスを気密に保持すること
とする。
In order to achieve the above object, in the present invention, (1) an electrode layer is disposed in close contact with the central portions of both main surfaces of a solid polymer electrolyte membrane, and On both sides of the solid polymer electrolyte fuel cell, a single cell is formed by arranging a separator provided with a reaction gas flow groove facing the electrode layer, and a plurality of the single cells are laminated. The main surface of the two separators, which is located outside the reaction gas flow groove, is used as a sealing surface, and the electrode layer non-installed portion of the solid polymer electrolyte membrane is sandwiched between the two sealing surfaces to hermetically seal the reaction gas. I will hold it.

【0012】(2) 上記の(1) において、二つのシール面
の内、いずれか一方を平滑面とし、他方のシール面の電
極層設置部分の外周に連続する突起を備えることとす
る。 (3) あるいは、上記の(1) において、二つのシール面の
内、いずれか一方を平滑面とし、他方のシール面の電極
層設置部分の外周に連続する凹状溝を備えることとす
る。
(2) In the above (1), one of the two sealing surfaces is a smooth surface, and a continuous projection is provided on the outer periphery of the electrode layer installation portion of the other sealing surface. (3) Alternatively, in the above (1), one of the two sealing surfaces is a smooth surface, and a continuous groove is provided on the outer periphery of the electrode layer installation portion of the other sealing surface.

【0013】(4) あるいは、上記の(1) において、二つ
のシール面の内、いずれか一方のシール面の電極層設置
部分の外周に連続する突起を備え、他方のシール面にこ
の突起に勘合する連続する凹状溝を備えてることとす
る。
(4) Alternatively, in the above (1), a projection is provided continuously on the outer periphery of the electrode layer installation portion of one of the two sealing surfaces, and the other sealing surface is provided with this projection. It shall be equipped with continuous concave grooves that fit together.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の固体高分子電解質
型燃料電池の実施の形態を例を上げて説明する。図1
は、本発明の固体高分子電解質型燃料電池の第1の実施
例を示す単電池の分解断面の模式図である。図におい
て、図8あるいは図9に示した従来例と同一機能を有す
る構成部品には同一符号を付して重複する説明は省略す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the solid polymer electrolyte fuel cell of the present invention will be described below with reference to examples. FIG.
FIG. 2 is a schematic view of an exploded cross section of a single cell showing a first embodiment of the solid polymer electrolyte fuel cell of the present invention. In the figure, components having the same functions as those of the conventional example shown in FIG. 8 or 9 are designated by the same reference numerals, and a duplicate description will be omitted.

【0015】本図の構成の図8あるいは図9に示した従
来例の構成との相違点はシール面の構成にあり、従来例
ではシール面40およびシール面50に溝を形成してO
リング19あるいはシートパッキング20等のシール材
を配していたのに対して、本図の構成ではシール面40
Aおよびシール面50Aの表面を平滑面に形成している
点が異なる。本構成では、シール面40Aの平滑面とシ
ール面50Aの平滑面とによって電解質膜1を挟持し、
加圧して保持することにより、シール面40Aの平滑面
と電解質膜1との間、およびシール面50Aの平滑面と
電解質膜1との間を気密にして、燃料ガスと酸化剤ガス
との間の気密を保持している。したがって、本構成を用
いれば、従来例のようにシール材を配する必要がなくな
るので、製造コストが安くなり、また厚さを小さく抑え
ることができるので、これを用いた固体高分子電解質型
燃料電池は小型に形成されることとなる。
The difference between the configuration of this figure and the configuration of the conventional example shown in FIG. 8 or 9 lies in the configuration of the sealing surface. In the conventional example, a groove is formed in the sealing surface 40 and the sealing surface 50.
While the sealing material such as the ring 19 or the sheet packing 20 is arranged, the sealing surface 40
The difference is that the surfaces of A and the sealing surface 50A are formed as smooth surfaces. In this configuration, the electrolyte membrane 1 is sandwiched between the smooth surface of the sealing surface 40A and the smooth surface of the sealing surface 50A,
By pressurizing and holding the seal surface 40A, the space between the smooth surface of the seal surface 40A and the electrolyte membrane 1 and the space between the smooth surface of the seal surface 50A and the electrolyte membrane 1 are made airtight, and between the fuel gas and the oxidant gas Keeps hermetically sealed. Therefore, the use of this configuration eliminates the need for arranging a sealing material as in the conventional example, which reduces the manufacturing cost and can reduce the thickness to a small value. The battery will be made small.

【0016】図2は、本発明の固体高分子電解質型燃料
電池の第2の実施例を示す単電池の分解断面の模式図で
ある。本図の構成の特徴は、セパレータ4Cのシール面
40Aの表面を平滑面に形成し、相対するセパレータ5
Dのシール面50Bに酸化剤ガスの通流路を取り囲んで
連続する微小な矩形突起22を形成した点にある。した
がって、本構成においては、シール面50Bの矩形突起
22の部分と電解質膜1との間、および矩形突起22に
相対するシール面40Aの平滑面と電解質膜1との間に
おいて、より確実に気密に保たれることとなる。本構成
においても、従来例のようにシール材を配する必要がな
くなるので、製造コストが安くなり、また矩形突起22
は微小に形成すればよいので、これを用いた固体高分子
電解質型燃料電池は小型にすることができる。
FIG. 2 is a schematic view of an exploded cross section of a unit cell showing a second embodiment of the solid polymer electrolyte fuel cell of the present invention. The feature of the configuration of this figure is that the surface of the sealing surface 40A of the separator 4C is formed as a smooth surface and the opposing separator 5
The point is that a continuous minute rectangular protrusion 22 is formed on the sealing surface 50B of D so as to surround the flow path of the oxidant gas. Therefore, in this configuration, airtightness is more reliably ensured between the electrolyte membrane 1 and the rectangular protrusion 22 portion of the seal surface 50B, and between the electrolyte membrane 1 and the smooth surface of the seal surface 40A facing the rectangular protrusion 22. Will be kept. Also in this configuration, since it is not necessary to dispose a sealing material as in the conventional example, the manufacturing cost is reduced, and the rectangular protrusion 22 is used.
Since it suffices to form minutely, a solid polymer electrolyte fuel cell using the same can be miniaturized.

【0017】なお、この例では矩形突起22を形成して
いるが、矩形に限るものではなく、例えば逆V型の突起
形状でもよい。図3は、本発明の固体高分子電解質型燃
料電池の第3の実施例を示す単電池の分解断面の模式図
である。本図の構成の特徴は、セパレータ4Cのシール
面40Aの表面を平滑面に形成し、相対するセパレータ
5Eのシール面50Cに酸化剤ガスの通流路を取り囲ん
で連続するV型凹み23を形成した点にある。本構成に
おいては、シール面50CのV型凹み23の部分と電解
質膜1との間、およびV型凹み23に相対するシール面
40Aの平滑面と電解質膜1との間において、より確実
に気密に保たれることとなり、安価に、かつ小型に形成
できることとなる。
Although the rectangular protrusion 22 is formed in this example, the protrusion is not limited to a rectangle, and may be, for example, an inverted V-shaped protrusion. FIG. 3 is a schematic view of an exploded cross section of a single cell showing a third embodiment of the solid polymer electrolyte fuel cell of the present invention. The feature of the configuration of this drawing is that the surface of the sealing surface 40A of the separator 4C is formed to be a smooth surface, and a V-shaped recess 23 that surrounds the flow path of the oxidant gas and is continuous is formed in the sealing surface 50C of the opposing separator 5E. There is a point. In this configuration, the airtightness is more reliably ensured between the V-shaped recess 23 of the sealing surface 50C and the electrolyte membrane 1 and between the smooth surface of the sealing surface 40A facing the V-shaped recess 23 and the electrolyte membrane 1. Therefore, it can be formed at low cost and in a small size.

【0018】なお、この例ではV型凹み23を形成して
いるが、V型に限るものではなく、例えば矩形型の凹み
形状でもよい。図4は、本発明の固体高分子電解質型燃
料電池の第4の実施例を示す単電池の分解断面の模式図
である。本図の構成の特徴は、セパレータ5Eのシール
面50Cに酸化剤ガスの通流路を取り囲んで連続するV
型凹み23を形成し、相対するセパレータ4Dのシール
面40Bに、V型凹み23に勘合する連続する逆V型突
起24を形成した点にある。本構成においては、V型凹
み23と電解質膜1との間、および電解質膜1と逆V型
突起24との間において、一段と確実に気密に保たれる
こととなり、安価に、かつ小型に形成できることとな
る。
Although the V-shaped recess 23 is formed in this example, the V-shaped recess 23 is not limited to the V-shaped recess 23, and may be, for example, a rectangular recessed shape. FIG. 4 is a schematic diagram of an exploded cross section of a unit cell showing a fourth embodiment of the solid polymer electrolyte fuel cell of the present invention. The feature of the configuration of this figure is that the seal surface 50C of the separator 5E is a continuous V that surrounds the flow path of the oxidant gas.
The mold recess 23 is formed, and a continuous inverted V-shaped projection 24 that fits into the V-shaped recess 23 is formed on the opposing sealing surface 40B of the separator 4D. In the present configuration, the airtightness can be more reliably maintained between the V-shaped recess 23 and the electrolyte membrane 1 and between the electrolyte membrane 1 and the inverted V-shaped projection 24, which is inexpensive and small in size. It will be possible.

【0019】なお、この例ではV型凹み23と逆V型突
起24の組み合わせにより形成しているが、V型に限る
ものではなく、例えば矩形型の凹みと矩形型の突起との
組み合わせとしても、同様な効果が得られることとな
る。
In this example, the V-shaped recess 23 and the inverted V-shaped projection 24 are combined, but the invention is not limited to the V-shaped, and for example, a combination of a rectangular recess and a rectangular projection is also possible. The same effect can be obtained.

【0020】[0020]

【発明の効果】上述のように、本発明においては、 (1) 固体高分子電解質型燃料電池を請求項1に記載のご
とくに構成することとしたので、二つのシール面の間に
特殊なシール材を組み込む必要が無くなり、安価で省ス
ペースの固体高分子電解質型燃料電池が得られることと
なった。
As described above, according to the present invention, since (1) the solid polymer electrolyte fuel cell is constructed as described in claim 1, the special sealing between the two sealing surfaces is adopted. Since it is not necessary to incorporate a sealing material, it is possible to obtain an inexpensive and space-saving solid polymer electrolyte fuel cell.

【0021】(2) また上記の固体高分子電解質型燃料電
池において、請求項2、3または4に記載のごとくとす
れば、反応ガスがより確実に保持されることとなるの
で、安価で省スペースの固体高分子電解質型燃料電池と
して、より好適である。
(2) Further, in the above solid polymer electrolyte fuel cell, according to the second, third or fourth aspect, the reaction gas can be held more surely, so that it is cheap and economical. It is more suitable as a solid polymer electrolyte fuel cell for space.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の固体高分子電解質型燃料電池の第1の
実施例を示す単電池の分解断面の模式図
FIG. 1 is a schematic view of an exploded cross section of a unit cell showing a first embodiment of a solid polymer electrolyte fuel cell of the present invention.

【図2】本発明の固体高分子電解質型燃料電池の第2の
実施例を示す単電池の分解断面の模式図
FIG. 2 is a schematic view of an exploded cross section of a unit cell showing a second embodiment of the solid polymer electrolyte fuel cell of the present invention.

【図3】本発明の固体高分子電解質型燃料電池の第3の
実施例を示す単電池の分解断面の模式図
FIG. 3 is a schematic view of an exploded cross section of a unit cell showing a third embodiment of the solid polymer electrolyte fuel cell of the present invention.

【図4】本発明の固体高分子電解質型燃料電池の第4の
実施例を示す単電池の分解断面の模式図
FIG. 4 is a schematic view of an exploded cross section of a unit cell showing a fourth embodiment of the solid polymer electrolyte fuel cell of the present invention.

【図5】従来の固体高分子電解質型燃料電池の単電池の
代表的な構成例を示す分解断面の模式図
FIG. 5 is a schematic diagram of an exploded cross section showing a typical configuration example of a unit cell of a conventional solid polymer electrolyte fuel cell

【図6】従来の固体高分子電解質型燃料電池のスタック
の基本構成を示す模式図
FIG. 6 is a schematic diagram showing the basic structure of a stack of a conventional solid polymer electrolyte fuel cell.

【図7】単電池のセパレータの基本構成を示す模式図FIG. 7 is a schematic diagram showing a basic configuration of a battery cell separator.

【図8】従来より用いられている気密保持構造の一例を
示す単電池の分解断面図
FIG. 8 is an exploded cross-sectional view of a unit cell showing an example of a conventionally used airtight holding structure.

【図9】従来より用いられている気密保持構造の他の例
を示す単電池の分解断面図
FIG. 9 is an exploded cross-sectional view of a unit cell showing another example of a conventionally used airtight holding structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電解質膜 2 アノード 3 カソード 4C,4D セパレータ 5C,5D セパレータ 5E,5F セパレータ 6 燃料ガス通流溝 7 酸化剤ガス通流溝 8 冷却水通流溝 22 矩形突起 23 V型凹み 24 V型突起 40A,40B シール面 50A,50B シール面 50C シール面 1 Electrolyte Membrane 2 Anode 3 Cathode 4C, 4D Separator 5C, 5D Separator 5E, 5F Separator 6 Fuel Gas Flow Groove 7 Oxidant Gas Flow Groove 8 Cooling Water Flow Groove 22 Rectangular Protrusion 23 V-Type Recess 24 V-Type Protrusion 40A , 40B sealing surface 50A, 50B sealing surface 50C sealing surface

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】固体高分子電解質膜の両主面の中央部にそ
れぞれ電極層を密接して配置し、さらにその両面に、電
極層に相対して反応ガス通流溝を備えたセパレータを配
置して単電池を形成し、この単電池を複数個積層して構
成される固体高分子電解質型燃料電池において、2個の
セパレータの反応ガス通流溝の外側に位置する主面をシ
ール面とし、二つのシール面の間に固体高分子電解質膜
の電極層非設置部分を挟持して、反応ガスを気密に保持
することを特徴とする固体高分子電解質型燃料電池。
1. A solid polymer electrolyte membrane, in which electrode layers are arranged in close contact with each other at the central portions of both main surfaces, and a separator having a reaction gas flow groove is arranged on both surfaces of the solid polymer electrolyte membrane so as to face the electrode layers. To form a single cell, and in a solid polymer electrolyte fuel cell constituted by stacking a plurality of the single cells, the main surface located outside the reaction gas flow groove of the two separators is the sealing surface. The solid polymer electrolyte fuel cell is characterized in that a portion of the solid polymer electrolyte membrane where the electrode layer is not provided is sandwiched between the two sealing surfaces to keep the reaction gas airtight.
【請求項2】請求項1に記載の固体高分子電解質型燃料
電池において、前記の二つのシール面の内、いずれか一
方が平滑面をなし、他方が電極層設置部分の外周に連な
って配された突起を備えてなることを特徴とする固体高
分子電解質型燃料電池。
2. The solid polymer electrolyte fuel cell according to claim 1, wherein one of the two sealing surfaces has a smooth surface, and the other has a continuous surface on the outer periphery of the electrode layer installation portion. And a solid polymer electrolyte fuel cell.
【請求項3】請求項1に記載の固体高分子電解質型燃料
電池において、前記の二つのシール面の内、いずれか一
方が平滑面をなし、他方が電極層設置部分の外周に連な
って配された凹状溝を備えてなることを特徴とする固体
高分子電解質型燃料電池。
3. The solid polymer electrolyte fuel cell according to claim 1, wherein one of the two sealing surfaces has a smooth surface, and the other is continuously arranged on the outer periphery of the electrode layer installation portion. Solid polymer electrolyte fuel cell, characterized by comprising:
【請求項4】請求項1に記載の固体高分子電解質型燃料
電池において、前記の二つのシール面の内、いずれか一
方が電極層設置部分の外周に連なって配された突起を備
えてなり、他方がこの突起に勘合する凹状溝を備えてな
ることを特徴とする固体高分子電解質型燃料電池。
4. The solid polyelectrolyte fuel cell according to claim 1, wherein one of the two sealing surfaces comprises a protrusion arranged continuously on the outer periphery of the electrode layer installation portion. The solid polymer electrolyte fuel cell is characterized in that the other has a concave groove that fits into this protrusion.
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