燃料電池
【課題】簡単な構成で、接着剤が発電部領域に進入することを抑制し、前記発電部領域からの生成水の排水性を確保して良好な発電性能を維持することを可能にする。
【解決手段】燃料電池を構成する電解質膜・電極構造体１２は、固体高分子電解質膜４６と、前記固体高分子電解質膜４６を挟持するカソード側電極４８及びアノード側電極５０とを備える。固体高分子電解質膜４６には、電極触媒層４８ｂ、５０ｂと接着層５４ａ、５４ｂとが離間して設けられるとともに、前記電極触媒層４８ｂ、５０ｂと前記接着層５４ａ、５４ｂとの間には、ガス拡散層４８ａ、５０ａ内に埋設されて隔壁層６２ａ、６２ｂが設けられる。
【解決手段】燃料電池を構成する電解質膜・電極構造体１２は、固体高分子電解質膜４６と、前記固体高分子電解質膜４６を挟持するカソード側電極４８及びアノード側電極５０とを備える。固体高分子電解質膜４６には、電極触媒層４８ｂ、５０ｂと接着層５４ａ、５４ｂとが離間して設けられるとともに、前記電極触媒層４８ｂ、５０ｂと前記接着層５４ａ、５４ｂとの間には、ガス拡散層４８ａ、５０ａ内に埋設されて隔壁層６２ａ、６２ｂが設けられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解質膜の両側に、それぞれ触媒層及びガス拡散層が設けられる電解質膜・電極構造体と、セパレータとが積層される燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の両側に、それぞれアノード側電極及びカソード側電極を配設した電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を、一対のセパレータによって挟持した単位セルを備えている。この種の燃料電池は、通常、所定の数の単位セルを積層することにより、車載用燃料電池スタックとして使用されている。
【０００３】
上記の燃料電池では、一方のセパレータの面内に、アノード側電極に対向して燃料ガスを流すための燃料ガス流路が設けられるとともに、他方のセパレータの面内に、カソード側電極に対向して酸化剤ガスを流すための酸化剤ガス流路が設けられている。さらに、各燃料電池を構成し、互いに隣接するセパレータ間には、電極範囲内に冷却媒体を流すための冷却媒体流路が形成されている。
【０００４】
ところで、アノード側電極及びカソード側電極は、それぞれ触媒層（電極触媒層）及びガス拡散層（多孔質カーボン）を備えており、電解質膜の両側に、それぞれ前記触媒層及び前記ガス拡散層が接合されて電解質膜・電極構造体が製造されている。
【０００５】
例えば、特許文献１に開示されている膜・電極構造体は、図１０に示すように、固体高分子電解質膜１の一方の面に、この面を覆ってガス拡散電極層２が設けられるとともに、前記固体高分子電解質膜１の他方の面に、この面よりも表面積の小さなガス拡散電極層３が設けられている。
【０００６】
ガス拡散電極層２、３は、固体高分子電解質膜１の両面に当接する触媒層４ａ、４ｂと、ガス拡散層５ａ、５ｂとを備えており、前記触媒層４ａ、４ｂは、互いに異なる寸法に設定されている。触媒層４ａの外周側には、接着層６が設けられており、この接着層６を介してガス拡散電極層２と固体高分子電解質膜１とが一体化されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−６８３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記の膜・電極構造体では、ガス拡散電極層２が、接着層６を介して、固体高分子電解質膜１に接着されている。このため、燃料電池の発電環境下では、接着層６が高温の生成水による影響下に曝されてしまう。従って、接着層６から生成水中に接着剤が溶出し易く、ガス拡散電極層２のセパレータの表面が接着剤に覆われてしまい、発電部領域の排水性が低下するという問題がある。さらに、発電部領域に水が滞留することにより、反応ガスの供給が確実になされず、発電性能が低下するという問題がある。
【０００９】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単な構成で、接着剤が発電部領域に進入することを抑制し、前記発電部領域からの生成水の排水性を確保して良好な発電性能を維持することが可能な燃料電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、電解質膜の両側に、それぞれ触媒層及びガス拡散層が設けられる電解質膜・電極構造体と、セパレータとが積層される燃料電池に関するものである。
【００１１】
この燃料電池は、電解質膜には、触媒層が設けられる電極反応面と、前記電極反応面に隣接し、ガス拡散層が接着層により接合される接着面とが設けられるとともに、前記触媒層と前記接着層との間には、前記ガス拡散層内に埋設されて隔壁層が設けられている。
【００１２】
また、この燃料電池は、セパレータには、反応ガスを電極面に沿って流通させる反応ガス流路と、前記反応ガス流路に連通するバッファ部とが設けられるとともに、接着層は、前記バッファ部に対向する一方、少なくとも反応ガス流路出口側の前記バッファ部に対向する前記接着層と触媒層との間に、隔壁層が設けられることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、触媒層と接着層との間には、ガス拡散層内に埋設されて隔壁層が設けられるため、前記ガス拡散層の内部、電解質膜・電極構造体の表面又はセパレータの表面に、生成水を介して接着剤が溶出することを抑制することができる。従って、簡単な構成で、接着剤が発電部領域に進入することを抑制し、前記発電部領域からの生成水の排水性を確保して良好な発電性能を維持することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池の要部分解斜視説明図である。
【図２】前記燃料電池の、図１中、ＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】前記燃料電池を構成する第２セパレータの一方の正面の説明図である。
【図４】前記燃料電池を構成する電解質膜・電極構造体の正面説明図である。
【図５】前記電解質膜・電極構造体の、図４中、Ｖ−Ｖ線断面説明図である。
【図６】前記電解質膜・電極構造体の製造方法の説明図である。
【図７】前記電解質膜・電極構造体の製造方法の説明図である。
【図８】前記電解質膜・電極構造体の製造方法の説明図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池の要部断面説明図である。
【図１０】特許文献１に開示されている膜・電極構造体の断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池１０は、矢印Ａ方向（水平方向）に複数積層されて燃料電池スタック１１を構成する。燃料電池１０は、電解質膜・電極構造体１２と、前記電解質膜・電極構造体１２を挟持する第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６とを備える。
【００１６】
第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属板により構成される。第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６は、平面が矩形状を有するとともに、金属製薄板を波形状にプレス加工することにより、断面凹凸形状に成形される。なお、第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６は、金属セパレータに代えて、例えば、カーボンセパレータを使用してもよい。
【００１７】
図１に示すように、第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６は、縦長形状を有するとともに、長辺が重力方向（矢印Ｃ方向）に向かい且つ短辺が水平方向（矢印Ｂ方向）に向かう（水平方向の積層）ように構成される。なお、長辺が水平方向に向かい且つ短辺が重力方向に向かうように構成してもよく、また、セパレータ面が水平方向に向かう（鉛直方向の積層）ように構成してもよい。
【００１８】
燃料電池１０の長辺方向（矢印Ｃ方向）の上端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給するための酸化剤ガス供給連通孔１８ａと、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを供給するための燃料ガス供給連通孔２０ａとが設けられる。
【００１９】
燃料電池１０の長辺方向の下端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料ガスを排出するための燃料ガス排出連通孔２０ｂと、酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス排出連通孔１８ｂとが設けられる。
【００２０】
燃料電池１０の短辺方向（矢印Ｂ方向）の両端縁部上方には、矢印Ａ方向に連通して、冷却媒体を供給するための２つの冷却媒体供給連通孔２２ａが対称位置に設けられる。燃料電池１０の両端縁部下方には、矢印Ａ方向に連通して、冷却媒体を排出するための２つの冷却媒体排出連通孔２２ｂが対称位置に設けられる。
【００２１】
第１セパレータ１４の電解質膜・電極構造体１２に向かう面１４ａには、酸化剤ガス供給連通孔１８ａと酸化剤ガス排出連通孔１８ｂとを連通して鉛直方向に延在する酸化剤ガス流路２４が形成される。酸化剤ガス流路２４の入口近傍及び出口近傍には、それぞれ複数のエンボスを有する入口バッファ部２６ａ及び出口バッファ部２６ｂが設けられる。第１セパレータ１４の面１４ｂ（面１４ａとは反対の面）には、後述する冷却媒体流路２８の一部が構成される。
【００２２】
図３に示すように、第２セパレータ１６の電解質膜・電極構造体１２に向かう面１６ａには、燃料ガス供給連通孔２０ａと燃料ガス排出連通孔２０ｂとを連通する燃料ガス流路３０が鉛直方向に延在して形成される。燃料ガス流路３０の入口近傍及び出口近傍には、それぞれ複数のエンボスを有する入口バッファ部３２ａ及び出口バッファ部３２ｂが設けられる。
【００２３】
第２セパレータ１６の面１６ｂと第１セパレータ１４の面１４ｂとの間には、冷却媒体供給連通孔２２ａ、２２ａと冷却媒体排出連通孔２２ｂ、２２ｂとに連通する冷却媒体流路２８が形成される（図１及び図３参照）。冷却媒体流路２８の入口近傍及び出口近傍には、それぞれ複数のエンボスを有する入口バッファ部３４ａ及び出口バッファ部３４ｂが設けられる。
【００２４】
第１セパレータ１４の面１４ａ、１４ｂには、この第１セパレータ１４の外周端縁部を周回して第１シール部材３６が一体成形される。第２セパレータ１６の面１６ａ、１６ｂには、この第２セパレータ１６の外周端縁部を周回して第２シール部材３８が一体成形される。第１シール部材３６及び第２シール部材３８としては、例えば、弾性を有するＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材が用いられる。
【００２５】
図１に示すように、第１セパレータ１４の面１４ａには、第１シール部材３６を切り欠いて、酸化剤ガス供給連通孔１８ａと酸化剤ガス流路２４とを連通する複数の連結通路４０ａが形成される。面１４ａには、第１シール部材３６を切り欠いて、酸化剤ガス排出連通孔１８ｂと酸化剤ガス流路２４とを連通する複数の連結通路４０ｂが形成される。
【００２６】
図３に示すように、第２セパレータ１６の面１６ａには、第２シール部材３８を切り欠いて、燃料ガス供給連通孔２０ａと燃料ガス流路３０とを連通する複数の連結通路４２ａが形成される。面１６ａには、第２シール部材３８を切り欠いて、燃料ガス排出連通孔２０ｂと燃料ガス流路３０とを連通する複数の連結通路４２ｂが形成される。
【００２７】
図１に示すように、第２セパレータ１６の面１６ｂには、第２シール部材３８を切り欠いて、一対の冷却媒体供給連通孔２２ａ、２２ａと冷却媒体流路２８とを連通する複数の連結通路４４ａが形成される。面１６ｂには、第２シール部材３８を切り欠いて、一対の冷却媒体排出連通孔２２ｂ、２２ｂと冷却媒体流路２８とを連通する複数の連結通路４４ｂが形成される。
【００２８】
図２に示すように、電解質膜・電極構造体１２は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜４６と、前記固体高分子電解質膜４６を挟持するカソード側電極４８及びアノード側電極５０とを備える。
【００２９】
カソード側電極４８及びアノード側電極５０は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層４８ａ、５０ａと、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が前記ガス拡散層４８ａ、５０ａの表面に一様に塗布されて形成される電極触媒層４８ｂ、５０ｂとを有する。電極触媒層４８ｂ、５０ｂは、固体高分子電解質膜４６の両面に形成される。
【００３０】
図４に示すように、固体高分子電解質膜４６には、電極触媒層４８ｂ、５０ｂが設けられる電極反応面５２と、前記電極反応面５２の下流側に隣接し、ガス拡散層４８ａ、５０ａが接着層５４ａ、５４ｂにより接合される接着面５６と、前記電極反応面５２の上流側に隣接し、前記ガス拡散層４８ａ、５０ａが接着層５８ａ、５８ｂにより接合される接着面６０とが設けられる。
【００３１】
電極反応面５２は、発電面（発電部領域）に対応する流路長さＨ１にわたって設けられる。接着面５６は、出口バッファ部２６ｂ、３２ｂに対応する長さ寸法Ｈ２を有する一方、接着面６０は、入口バッファ部２６ａ、３２ａに対応する長さ寸法Ｈ３を有する。なお、接着面５６、６０は、バッファ部形状に対応しており、例えば、三角形状、台形状等の他、種々の異形状に設定されてもよい。
【００３２】
図５に示すように、出口バッファ部２６ｂ、３２ｂに対向する接着層５４ａ、５４ｂと、電極触媒層４８ｂ、５０ｂとの間には、隔壁層６２ａ、６２ｂが設けられる。同様に、入口バッファ部２６ａ、３２ａに対向する接着層５８ａ、５８ｂと、電極触媒層４８ｂ、５０ｂとの間には、隔壁層６４ａ、６４ｂが設けられる（図４参照）。隔壁層６４ａ、６４ｂは、直線状の他、曲線状を有していてもよい。
【００３３】
接着層５４ａ、５４ｂ、５８ａ及び５８ｂは、例えば、フッ素系接着剤を用いることができる。隔壁層６２ａ、６２ｂ、６４ａ及び６４ｂとしては、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化樹脂や、可視光硬化樹脂等の光硬化樹脂が用いられる。隔壁層６２ａ、６２ｂ、６４ａ及び６４ｂは、酸化剤ガス流路２４の流路幅及び燃料ガス流路３０の流路幅である幅寸法Ｌの全長にわたって延在している（図４参照）。
【００３４】
次に、電解質膜・電極構造体１２を製造する作業について、以下に説明する。
【００３５】
先ず、図６に示すように、ガス拡散層４８ａの固体高分子電解質膜４６に接合される面には、第１セパレータ１４の出口バッファ部２６ｂと入口バッファ部２６ａとに対向する位置に、接着層５４ａ、５８ａを構成する接着剤が塗布される。
【００３６】
さらに、各接着剤の内側端部に沿って、隔壁層６２ａ、６４ａが形成される。隔壁層６２ａ、６４ａは、例えば、熱硬化樹脂又は光硬化樹脂により形成される。熱硬化樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂が用いられ、この熱硬化樹脂は、ガス拡散層４８ａに塗布されるとともに、前記ガス拡散層４８ａの内部に充填される。一方、光硬化樹脂として、例えば、可視光硬化樹脂が用られる際には、この光硬化樹脂は、ガス拡散層４８ａに塗布されて前記ガス拡散層４８ａ内に充填されるとともに、可視光の照射により重合される。
【００３７】
同様に、ガス拡散層５０ａには、第２セパレータ１６の出口バッファ部３２ｂ及び入口バッファ部３２ａに対向する位置に、接着層５４ｂ、５８ｂを構成する接着剤が塗布される。そして、接着剤の内側端部に沿って、熱硬化樹脂又は光硬化樹脂が塗布される。
【００３８】
次に、図７に示すように、固体高分子電解質膜４６では、ガス拡散層４８ａ側の面に、電極触媒層４８ｂと、接着層５４ａ、５８ａを構成する接着剤とが塗布される。電極触媒層４８ｂの端部と接着剤の端部との間には、隙間Ｓが形成されており、この隙間Ｓは、隔壁層６２ａ、６４ａの幅寸法と同一寸法に設定される。固体高分子電解質膜４６のガス拡散層５０ａに向かう面には、同様に、電極触媒層５０ｂと接着層５４ｂ、５８ｂを構成する接着剤とが塗布される。
【００３９】
固体高分子電解質膜４６の両面に、それぞれガス拡散層４８ａ、５０ａが重ねられ、ホットプレス処理が施されることにより、電解質膜・電極構造体１２が製造される（図８参照）。接着剤として熱硬化樹脂が用いられている際には、ホットプレス処理時に前記熱硬化樹脂が硬化して互いに一体化され、接着層５４ａ、５８ａ及び５４ｂ、５８ｂが形成される。一方、接着剤として光硬化樹脂が用いられる際には、ホットプレス処理により互いに接合されて一体化され、接着層５４ａ、５８ａ及び５４ｂ、５８ｂが形成される。
【００４０】
このように構成される燃料電池１０の動作について、以下に説明する。
【００４１】
先ず、図１に示すように、酸化剤ガス供給連通孔１８ａには、酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス供給連通孔２０ａには、水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、一対の冷却媒体供給連通孔２２ａには、純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体が供給される。
【００４２】
このため、酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給連通孔１８ａから第１セパレータ１４の酸化剤ガス流路２４に導入される。酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路２４に沿って矢印Ｃ方向（重力方向）に移動し、電解質膜・電極構造体１２のカソード側電極４８に供給される。
【００４３】
一方、燃料ガスは、燃料ガス供給連通孔２０ａから第２セパレータ１６の燃料ガス流路３０に供給される。燃料ガスは、図３に示すように、燃料ガス流路３０に沿って重力方向（矢印Ｃ方向）に移動し、電解質膜・電極構造体１２のアノード側電極５０に供給される（図１及び図２参照）。
【００４４】
従って、電解質膜・電極構造体１２では、カソード側電極４８に供給される酸化剤ガスと、アノード側電極５０に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費されて発電が行われる。
【００４５】
次いで、電解質膜・電極構造体１２のカソード側電極４８に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス排出連通孔１８ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。一方、電解質膜・電極構造体１２のアノード側電極５０に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス排出連通孔２０ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。
【００４６】
また、一対の冷却媒体供給連通孔２２ａに供給された冷却媒体は、図１に示すように、第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６間の冷却媒体流路２８に導入される。冷却媒体は、一旦矢印Ｂ方向（水平方向）に沿って流動した後、矢印Ｃ方向（重力方向）に移動して電解質膜・電極構造体１２を冷却する。この冷却媒体は、矢印Ｂ方向両側に移動した後、一対の冷却媒体排出連通孔２２ｂに排出される。
【００４７】
この場合、第１の実施形態では、図１及び図４に示すように、電解質膜・電極構造体１２において、酸化剤ガス流路２４の下流端（下端）と出口バッファ部２６ｂとの境界部位に対応して、隔壁層６２ａが設けられる一方、燃料ガス流路３０の下流端（下端）と出口バッファ部３２ｂとの境界部位に対応して、隔壁層６２ｂが設けられている。
【００４８】
その際、図５に示すように、固体高分子電解質膜４６の一方の面には、電極触媒層４８ｂ、隔壁層６２ａ及び接着層５４ａが、互いの端部同士を密着させて設けられている。同様に、固体高分子電解質膜４６の他方の面には、電極触媒層５０ｂ、隔壁層６２ｂ及び接着層５４ｂが互いの端部同士を密着させて設けられている。
【００４９】
このため、燃料電池１０の発電状況下において、特に、生成水が滞留し易い出口バッファ部２６ｂ、３２ｂにおいて、接着層５４ａ、５４ｂからガス拡散層４８ａ、５０ａの内部、電解質膜・電極構造体１２の表面及び第１及び第２セパレータ１４、１６の表面に、生成水を介して接着剤が溶出することを抑制することができる。従って、簡単な構成で、接着剤が発電部領域（電極反応面５２）に進入することを抑制し、前記発電部領域からの生成水の排水性を確保して良好な発電性能を維持することが可能になるという効果が得られる。
【００５０】
また、酸化剤ガス流路２４の入口バッファ部２６ａ及び燃料ガス流路３０の入口バッファ部３２ａ側においても同様に、電解質膜・電極構造体１２には、隔壁層６４ａ、６４ｂが設けられている。このため、接着層５８ａ、５８ｂから発電部領域に接着剤が溶出することを抑制することができ、良好な発電性能を確保することが可能になる。
【００５１】
しかも、隔壁層６２ａ、６２ｂは、ガス拡散層４８ａ、５０ａ内に埋設されており、このガス拡散層４８ａ、５０ａの表面に前記隔壁層６２ａ、６２ｂが設けられていない。これにより、電解質膜・電極構造体の表面状態に影響を与えることがない。
【００５２】
その上、電極反応面５２と接着面５６とは、所定の距離Ｓだけ離間しており（図７参照）、この距離Ｓ内に隔壁層６２ａ、６２ｂが設けられている。従って、接着面５６から電極反応面５２内のガス拡散層４８ａ、５０ａに接着剤が溶出することを、確実に阻止することが可能になる。
【００５３】
図９は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池を構成する電解質膜・電極構造体８０の一部断面説明図である。
【００５４】
なお、第１の実施形態に係る燃料電池１０を構成する電解質膜・電極構造体１２と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００５５】
この第２の実施形態では、電解質膜・電極構造体８０を構成する固体高分子電解質膜４６の一方の面には、電極触媒層４８ｂと接着層５４ａとが互いの端面を密着させて設けられるとともに、前記電極触媒層４８ｂと前記接着層５４ａとの接合部に跨って隔壁層８２ａが設けられる。
【００５６】
固体高分子電解質膜４６の他方の面には、電極触媒層５０ｂと接着層５４ｂとが互いの端面を密着させて設けられるとともに、この接合部位に跨って隔壁層８２ｂが設けられる。隔壁層８２ａ、８２ｂは、ガス拡散層４８ａ、５０ａの内部に埋設され、このガス拡散層４８ａ、５０ａの表面に露出することがない。
【００５７】
このように構成される第２の実施形態では、隔壁層８２ａ、８２ｂが設けられることにより、接着層５４ａ、５４ｂから発電領部域に接着剤が溶出することを抑制することができる等、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００５８】
１０…燃料電池 １１…燃料電池スタック
１２、８０…電解質膜・電極構造体 １４、１６…セパレータ
１８ａ…酸化剤ガス供給連通孔 １８ｂ…酸化剤ガス排出連通孔
２０ａ…燃料ガス供給連通孔 ２０ｂ…燃料ガス排出連通孔
２２ａ…冷却媒体供給連通孔 ２２ｂ…冷却媒体排出連通孔
２４…酸化剤ガス流路 ２６ａ、３２ａ、３４ａ…入口バッファ部
２６ｂ、３２ｂ、３４ｂ…出口バッファ部 ２８…冷却媒体流路 ３０…燃料ガス流路 ３６、３８…シール部材 ４６…固体高分子電解質膜 ４８…カソード側電極 ４８ａ、５０ａ…ガス拡散層 ４８ｂ、５０ｂ…電極触媒層 ５０…アノード側電極 ５２…電極反応面
５４ａ、５４ｂ、５８ａ、５８ｂ…接着層 ５６、６０…接着面
６２ａ、６２ｂ、６４ａ、６４ｂ、８２ａ，８２ｂ…隔壁層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解質膜の両側に、それぞれ触媒層及びガス拡散層が設けられる電解質膜・電極構造体と、セパレータとが積層される燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる電解質膜の両側に、それぞれアノード側電極及びカソード側電極を配設した電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を、一対のセパレータによって挟持した単位セルを備えている。この種の燃料電池は、通常、所定の数の単位セルを積層することにより、車載用燃料電池スタックとして使用されている。
【０００３】
上記の燃料電池では、一方のセパレータの面内に、アノード側電極に対向して燃料ガスを流すための燃料ガス流路が設けられるとともに、他方のセパレータの面内に、カソード側電極に対向して酸化剤ガスを流すための酸化剤ガス流路が設けられている。さらに、各燃料電池を構成し、互いに隣接するセパレータ間には、電極範囲内に冷却媒体を流すための冷却媒体流路が形成されている。
【０００４】
ところで、アノード側電極及びカソード側電極は、それぞれ触媒層（電極触媒層）及びガス拡散層（多孔質カーボン）を備えており、電解質膜の両側に、それぞれ前記触媒層及び前記ガス拡散層が接合されて電解質膜・電極構造体が製造されている。
【０００５】
例えば、特許文献１に開示されている膜・電極構造体は、図１０に示すように、固体高分子電解質膜１の一方の面に、この面を覆ってガス拡散電極層２が設けられるとともに、前記固体高分子電解質膜１の他方の面に、この面よりも表面積の小さなガス拡散電極層３が設けられている。
【０００６】
ガス拡散電極層２、３は、固体高分子電解質膜１の両面に当接する触媒層４ａ、４ｂと、ガス拡散層５ａ、５ｂとを備えており、前記触媒層４ａ、４ｂは、互いに異なる寸法に設定されている。触媒層４ａの外周側には、接着層６が設けられており、この接着層６を介してガス拡散電極層２と固体高分子電解質膜１とが一体化されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−６８３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、上記の膜・電極構造体では、ガス拡散電極層２が、接着層６を介して、固体高分子電解質膜１に接着されている。このため、燃料電池の発電環境下では、接着層６が高温の生成水による影響下に曝されてしまう。従って、接着層６から生成水中に接着剤が溶出し易く、ガス拡散電極層２のセパレータの表面が接着剤に覆われてしまい、発電部領域の排水性が低下するという問題がある。さらに、発電部領域に水が滞留することにより、反応ガスの供給が確実になされず、発電性能が低下するという問題がある。
【０００９】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単な構成で、接着剤が発電部領域に進入することを抑制し、前記発電部領域からの生成水の排水性を確保して良好な発電性能を維持することが可能な燃料電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、電解質膜の両側に、それぞれ触媒層及びガス拡散層が設けられる電解質膜・電極構造体と、セパレータとが積層される燃料電池に関するものである。
【００１１】
この燃料電池は、電解質膜には、触媒層が設けられる電極反応面と、前記電極反応面に隣接し、ガス拡散層が接着層により接合される接着面とが設けられるとともに、前記触媒層と前記接着層との間には、前記ガス拡散層内に埋設されて隔壁層が設けられている。
【００１２】
また、この燃料電池は、セパレータには、反応ガスを電極面に沿って流通させる反応ガス流路と、前記反応ガス流路に連通するバッファ部とが設けられるとともに、接着層は、前記バッファ部に対向する一方、少なくとも反応ガス流路出口側の前記バッファ部に対向する前記接着層と触媒層との間に、隔壁層が設けられることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、触媒層と接着層との間には、ガス拡散層内に埋設されて隔壁層が設けられるため、前記ガス拡散層の内部、電解質膜・電極構造体の表面又はセパレータの表面に、生成水を介して接着剤が溶出することを抑制することができる。従って、簡単な構成で、接着剤が発電部領域に進入することを抑制し、前記発電部領域からの生成水の排水性を確保して良好な発電性能を維持することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池の要部分解斜視説明図である。
【図２】前記燃料電池の、図１中、ＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】前記燃料電池を構成する第２セパレータの一方の正面の説明図である。
【図４】前記燃料電池を構成する電解質膜・電極構造体の正面説明図である。
【図５】前記電解質膜・電極構造体の、図４中、Ｖ−Ｖ線断面説明図である。
【図６】前記電解質膜・電極構造体の製造方法の説明図である。
【図７】前記電解質膜・電極構造体の製造方法の説明図である。
【図８】前記電解質膜・電極構造体の製造方法の説明図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池の要部断面説明図である。
【図１０】特許文献１に開示されている膜・電極構造体の断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池１０は、矢印Ａ方向（水平方向）に複数積層されて燃料電池スタック１１を構成する。燃料電池１０は、電解質膜・電極構造体１２と、前記電解質膜・電極構造体１２を挟持する第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６とを備える。
【００１６】
第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６は、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属板により構成される。第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６は、平面が矩形状を有するとともに、金属製薄板を波形状にプレス加工することにより、断面凹凸形状に成形される。なお、第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６は、金属セパレータに代えて、例えば、カーボンセパレータを使用してもよい。
【００１７】
図１に示すように、第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６は、縦長形状を有するとともに、長辺が重力方向（矢印Ｃ方向）に向かい且つ短辺が水平方向（矢印Ｂ方向）に向かう（水平方向の積層）ように構成される。なお、長辺が水平方向に向かい且つ短辺が重力方向に向かうように構成してもよく、また、セパレータ面が水平方向に向かう（鉛直方向の積層）ように構成してもよい。
【００１８】
燃料電池１０の長辺方向（矢印Ｃ方向）の上端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給するための酸化剤ガス供給連通孔１８ａと、燃料ガス、例えば、水素含有ガスを供給するための燃料ガス供給連通孔２０ａとが設けられる。
【００１９】
燃料電池１０の長辺方向の下端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料ガスを排出するための燃料ガス排出連通孔２０ｂと、酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス排出連通孔１８ｂとが設けられる。
【００２０】
燃料電池１０の短辺方向（矢印Ｂ方向）の両端縁部上方には、矢印Ａ方向に連通して、冷却媒体を供給するための２つの冷却媒体供給連通孔２２ａが対称位置に設けられる。燃料電池１０の両端縁部下方には、矢印Ａ方向に連通して、冷却媒体を排出するための２つの冷却媒体排出連通孔２２ｂが対称位置に設けられる。
【００２１】
第１セパレータ１４の電解質膜・電極構造体１２に向かう面１４ａには、酸化剤ガス供給連通孔１８ａと酸化剤ガス排出連通孔１８ｂとを連通して鉛直方向に延在する酸化剤ガス流路２４が形成される。酸化剤ガス流路２４の入口近傍及び出口近傍には、それぞれ複数のエンボスを有する入口バッファ部２６ａ及び出口バッファ部２６ｂが設けられる。第１セパレータ１４の面１４ｂ（面１４ａとは反対の面）には、後述する冷却媒体流路２８の一部が構成される。
【００２２】
図３に示すように、第２セパレータ１６の電解質膜・電極構造体１２に向かう面１６ａには、燃料ガス供給連通孔２０ａと燃料ガス排出連通孔２０ｂとを連通する燃料ガス流路３０が鉛直方向に延在して形成される。燃料ガス流路３０の入口近傍及び出口近傍には、それぞれ複数のエンボスを有する入口バッファ部３２ａ及び出口バッファ部３２ｂが設けられる。
【００２３】
第２セパレータ１６の面１６ｂと第１セパレータ１４の面１４ｂとの間には、冷却媒体供給連通孔２２ａ、２２ａと冷却媒体排出連通孔２２ｂ、２２ｂとに連通する冷却媒体流路２８が形成される（図１及び図３参照）。冷却媒体流路２８の入口近傍及び出口近傍には、それぞれ複数のエンボスを有する入口バッファ部３４ａ及び出口バッファ部３４ｂが設けられる。
【００２４】
第１セパレータ１４の面１４ａ、１４ｂには、この第１セパレータ１４の外周端縁部を周回して第１シール部材３６が一体成形される。第２セパレータ１６の面１６ａ、１６ｂには、この第２セパレータ１６の外周端縁部を周回して第２シール部材３８が一体成形される。第１シール部材３６及び第２シール部材３８としては、例えば、弾性を有するＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材が用いられる。
【００２５】
図１に示すように、第１セパレータ１４の面１４ａには、第１シール部材３６を切り欠いて、酸化剤ガス供給連通孔１８ａと酸化剤ガス流路２４とを連通する複数の連結通路４０ａが形成される。面１４ａには、第１シール部材３６を切り欠いて、酸化剤ガス排出連通孔１８ｂと酸化剤ガス流路２４とを連通する複数の連結通路４０ｂが形成される。
【００２６】
図３に示すように、第２セパレータ１６の面１６ａには、第２シール部材３８を切り欠いて、燃料ガス供給連通孔２０ａと燃料ガス流路３０とを連通する複数の連結通路４２ａが形成される。面１６ａには、第２シール部材３８を切り欠いて、燃料ガス排出連通孔２０ｂと燃料ガス流路３０とを連通する複数の連結通路４２ｂが形成される。
【００２７】
図１に示すように、第２セパレータ１６の面１６ｂには、第２シール部材３８を切り欠いて、一対の冷却媒体供給連通孔２２ａ、２２ａと冷却媒体流路２８とを連通する複数の連結通路４４ａが形成される。面１６ｂには、第２シール部材３８を切り欠いて、一対の冷却媒体排出連通孔２２ｂ、２２ｂと冷却媒体流路２８とを連通する複数の連結通路４４ｂが形成される。
【００２８】
図２に示すように、電解質膜・電極構造体１２は、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜４６と、前記固体高分子電解質膜４６を挟持するカソード側電極４８及びアノード側電極５０とを備える。
【００２９】
カソード側電極４８及びアノード側電極５０は、カーボンペーパ等からなるガス拡散層４８ａ、５０ａと、白金合金が表面に担持された多孔質カーボン粒子が前記ガス拡散層４８ａ、５０ａの表面に一様に塗布されて形成される電極触媒層４８ｂ、５０ｂとを有する。電極触媒層４８ｂ、５０ｂは、固体高分子電解質膜４６の両面に形成される。
【００３０】
図４に示すように、固体高分子電解質膜４６には、電極触媒層４８ｂ、５０ｂが設けられる電極反応面５２と、前記電極反応面５２の下流側に隣接し、ガス拡散層４８ａ、５０ａが接着層５４ａ、５４ｂにより接合される接着面５６と、前記電極反応面５２の上流側に隣接し、前記ガス拡散層４８ａ、５０ａが接着層５８ａ、５８ｂにより接合される接着面６０とが設けられる。
【００３１】
電極反応面５２は、発電面（発電部領域）に対応する流路長さＨ１にわたって設けられる。接着面５６は、出口バッファ部２６ｂ、３２ｂに対応する長さ寸法Ｈ２を有する一方、接着面６０は、入口バッファ部２６ａ、３２ａに対応する長さ寸法Ｈ３を有する。なお、接着面５６、６０は、バッファ部形状に対応しており、例えば、三角形状、台形状等の他、種々の異形状に設定されてもよい。
【００３２】
図５に示すように、出口バッファ部２６ｂ、３２ｂに対向する接着層５４ａ、５４ｂと、電極触媒層４８ｂ、５０ｂとの間には、隔壁層６２ａ、６２ｂが設けられる。同様に、入口バッファ部２６ａ、３２ａに対向する接着層５８ａ、５８ｂと、電極触媒層４８ｂ、５０ｂとの間には、隔壁層６４ａ、６４ｂが設けられる（図４参照）。隔壁層６４ａ、６４ｂは、直線状の他、曲線状を有していてもよい。
【００３３】
接着層５４ａ、５４ｂ、５８ａ及び５８ｂは、例えば、フッ素系接着剤を用いることができる。隔壁層６２ａ、６２ｂ、６４ａ及び６４ｂとしては、例えば、エポキシ樹脂等の熱硬化樹脂や、可視光硬化樹脂等の光硬化樹脂が用いられる。隔壁層６２ａ、６２ｂ、６４ａ及び６４ｂは、酸化剤ガス流路２４の流路幅及び燃料ガス流路３０の流路幅である幅寸法Ｌの全長にわたって延在している（図４参照）。
【００３４】
次に、電解質膜・電極構造体１２を製造する作業について、以下に説明する。
【００３５】
先ず、図６に示すように、ガス拡散層４８ａの固体高分子電解質膜４６に接合される面には、第１セパレータ１４の出口バッファ部２６ｂと入口バッファ部２６ａとに対向する位置に、接着層５４ａ、５８ａを構成する接着剤が塗布される。
【００３６】
さらに、各接着剤の内側端部に沿って、隔壁層６２ａ、６４ａが形成される。隔壁層６２ａ、６４ａは、例えば、熱硬化樹脂又は光硬化樹脂により形成される。熱硬化樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂が用いられ、この熱硬化樹脂は、ガス拡散層４８ａに塗布されるとともに、前記ガス拡散層４８ａの内部に充填される。一方、光硬化樹脂として、例えば、可視光硬化樹脂が用られる際には、この光硬化樹脂は、ガス拡散層４８ａに塗布されて前記ガス拡散層４８ａ内に充填されるとともに、可視光の照射により重合される。
【００３７】
同様に、ガス拡散層５０ａには、第２セパレータ１６の出口バッファ部３２ｂ及び入口バッファ部３２ａに対向する位置に、接着層５４ｂ、５８ｂを構成する接着剤が塗布される。そして、接着剤の内側端部に沿って、熱硬化樹脂又は光硬化樹脂が塗布される。
【００３８】
次に、図７に示すように、固体高分子電解質膜４６では、ガス拡散層４８ａ側の面に、電極触媒層４８ｂと、接着層５４ａ、５８ａを構成する接着剤とが塗布される。電極触媒層４８ｂの端部と接着剤の端部との間には、隙間Ｓが形成されており、この隙間Ｓは、隔壁層６２ａ、６４ａの幅寸法と同一寸法に設定される。固体高分子電解質膜４６のガス拡散層５０ａに向かう面には、同様に、電極触媒層５０ｂと接着層５４ｂ、５８ｂを構成する接着剤とが塗布される。
【００３９】
固体高分子電解質膜４６の両面に、それぞれガス拡散層４８ａ、５０ａが重ねられ、ホットプレス処理が施されることにより、電解質膜・電極構造体１２が製造される（図８参照）。接着剤として熱硬化樹脂が用いられている際には、ホットプレス処理時に前記熱硬化樹脂が硬化して互いに一体化され、接着層５４ａ、５８ａ及び５４ｂ、５８ｂが形成される。一方、接着剤として光硬化樹脂が用いられる際には、ホットプレス処理により互いに接合されて一体化され、接着層５４ａ、５８ａ及び５４ｂ、５８ｂが形成される。
【００４０】
このように構成される燃料電池１０の動作について、以下に説明する。
【００４１】
先ず、図１に示すように、酸化剤ガス供給連通孔１８ａには、酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス供給連通孔２０ａには、水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、一対の冷却媒体供給連通孔２２ａには、純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体が供給される。
【００４２】
このため、酸化剤ガスは、酸化剤ガス供給連通孔１８ａから第１セパレータ１４の酸化剤ガス流路２４に導入される。酸化剤ガスは、酸化剤ガス流路２４に沿って矢印Ｃ方向（重力方向）に移動し、電解質膜・電極構造体１２のカソード側電極４８に供給される。
【００４３】
一方、燃料ガスは、燃料ガス供給連通孔２０ａから第２セパレータ１６の燃料ガス流路３０に供給される。燃料ガスは、図３に示すように、燃料ガス流路３０に沿って重力方向（矢印Ｃ方向）に移動し、電解質膜・電極構造体１２のアノード側電極５０に供給される（図１及び図２参照）。
【００４４】
従って、電解質膜・電極構造体１２では、カソード側電極４８に供給される酸化剤ガスと、アノード側電極５０に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費されて発電が行われる。
【００４５】
次いで、電解質膜・電極構造体１２のカソード側電極４８に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス排出連通孔１８ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。一方、電解質膜・電極構造体１２のアノード側電極５０に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス排出連通孔２０ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。
【００４６】
また、一対の冷却媒体供給連通孔２２ａに供給された冷却媒体は、図１に示すように、第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６間の冷却媒体流路２８に導入される。冷却媒体は、一旦矢印Ｂ方向（水平方向）に沿って流動した後、矢印Ｃ方向（重力方向）に移動して電解質膜・電極構造体１２を冷却する。この冷却媒体は、矢印Ｂ方向両側に移動した後、一対の冷却媒体排出連通孔２２ｂに排出される。
【００４７】
この場合、第１の実施形態では、図１及び図４に示すように、電解質膜・電極構造体１２において、酸化剤ガス流路２４の下流端（下端）と出口バッファ部２６ｂとの境界部位に対応して、隔壁層６２ａが設けられる一方、燃料ガス流路３０の下流端（下端）と出口バッファ部３２ｂとの境界部位に対応して、隔壁層６２ｂが設けられている。
【００４８】
その際、図５に示すように、固体高分子電解質膜４６の一方の面には、電極触媒層４８ｂ、隔壁層６２ａ及び接着層５４ａが、互いの端部同士を密着させて設けられている。同様に、固体高分子電解質膜４６の他方の面には、電極触媒層５０ｂ、隔壁層６２ｂ及び接着層５４ｂが互いの端部同士を密着させて設けられている。
【００４９】
このため、燃料電池１０の発電状況下において、特に、生成水が滞留し易い出口バッファ部２６ｂ、３２ｂにおいて、接着層５４ａ、５４ｂからガス拡散層４８ａ、５０ａの内部、電解質膜・電極構造体１２の表面及び第１及び第２セパレータ１４、１６の表面に、生成水を介して接着剤が溶出することを抑制することができる。従って、簡単な構成で、接着剤が発電部領域（電極反応面５２）に進入することを抑制し、前記発電部領域からの生成水の排水性を確保して良好な発電性能を維持することが可能になるという効果が得られる。
【００５０】
また、酸化剤ガス流路２４の入口バッファ部２６ａ及び燃料ガス流路３０の入口バッファ部３２ａ側においても同様に、電解質膜・電極構造体１２には、隔壁層６４ａ、６４ｂが設けられている。このため、接着層５８ａ、５８ｂから発電部領域に接着剤が溶出することを抑制することができ、良好な発電性能を確保することが可能になる。
【００５１】
しかも、隔壁層６２ａ、６２ｂは、ガス拡散層４８ａ、５０ａ内に埋設されており、このガス拡散層４８ａ、５０ａの表面に前記隔壁層６２ａ、６２ｂが設けられていない。これにより、電解質膜・電極構造体の表面状態に影響を与えることがない。
【００５２】
その上、電極反応面５２と接着面５６とは、所定の距離Ｓだけ離間しており（図７参照）、この距離Ｓ内に隔壁層６２ａ、６２ｂが設けられている。従って、接着面５６から電極反応面５２内のガス拡散層４８ａ、５０ａに接着剤が溶出することを、確実に阻止することが可能になる。
【００５３】
図９は、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池を構成する電解質膜・電極構造体８０の一部断面説明図である。
【００５４】
なお、第１の実施形態に係る燃料電池１０を構成する電解質膜・電極構造体１２と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００５５】
この第２の実施形態では、電解質膜・電極構造体８０を構成する固体高分子電解質膜４６の一方の面には、電極触媒層４８ｂと接着層５４ａとが互いの端面を密着させて設けられるとともに、前記電極触媒層４８ｂと前記接着層５４ａとの接合部に跨って隔壁層８２ａが設けられる。
【００５６】
固体高分子電解質膜４６の他方の面には、電極触媒層５０ｂと接着層５４ｂとが互いの端面を密着させて設けられるとともに、この接合部位に跨って隔壁層８２ｂが設けられる。隔壁層８２ａ、８２ｂは、ガス拡散層４８ａ、５０ａの内部に埋設され、このガス拡散層４８ａ、５０ａの表面に露出することがない。
【００５７】
このように構成される第２の実施形態では、隔壁層８２ａ、８２ｂが設けられることにより、接着層５４ａ、５４ｂから発電領部域に接着剤が溶出することを抑制することができる等、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００５８】
１０…燃料電池 １１…燃料電池スタック
１２、８０…電解質膜・電極構造体 １４、１６…セパレータ
１８ａ…酸化剤ガス供給連通孔 １８ｂ…酸化剤ガス排出連通孔
２０ａ…燃料ガス供給連通孔 ２０ｂ…燃料ガス排出連通孔
２２ａ…冷却媒体供給連通孔 ２２ｂ…冷却媒体排出連通孔
２４…酸化剤ガス流路 ２６ａ、３２ａ、３４ａ…入口バッファ部
２６ｂ、３２ｂ、３４ｂ…出口バッファ部 ２８…冷却媒体流路 ３０…燃料ガス流路 ３６、３８…シール部材 ４６…固体高分子電解質膜 ４８…カソード側電極 ４８ａ、５０ａ…ガス拡散層 ４８ｂ、５０ｂ…電極触媒層 ５０…アノード側電極 ５２…電極反応面
５４ａ、５４ｂ、５８ａ、５８ｂ…接着層 ５６、６０…接着面
６２ａ、６２ｂ、６４ａ、６４ｂ、８２ａ，８２ｂ…隔壁層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜の両側に、それぞれ触媒層及びガス拡散層が設けられる電解質膜・電極構造体と、セパレータとが積層される燃料電池であって、
前記電解質膜には、前記触媒層が設けられる電極反応面と、
前記電極反応面に隣接し、前記ガス拡散層が接着層により接合される接着面と、
が設けられるとともに、
前記触媒層と前記接着層との間には、前記ガス拡散層内に埋設されて隔壁層が設けられることを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池において、前記セパレータには、反応ガスを電極面に沿って流通させる反応ガス流路と、
前記反応ガス流路に連通するバッファ部と、
が設けられるとともに、
前記接着層は、前記バッファ部に対向する一方、少なくとも反応ガス流路出口側の前記バッファ部に対向する前記接着層と前記触媒層との間に、前記隔壁層が設けられることを特徴とする燃料電池。
【請求項１】
電解質膜の両側に、それぞれ触媒層及びガス拡散層が設けられる電解質膜・電極構造体と、セパレータとが積層される燃料電池であって、
前記電解質膜には、前記触媒層が設けられる電極反応面と、
前記電極反応面に隣接し、前記ガス拡散層が接着層により接合される接着面と、
が設けられるとともに、
前記触媒層と前記接着層との間には、前記ガス拡散層内に埋設されて隔壁層が設けられることを特徴とする燃料電池。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池において、前記セパレータには、反応ガスを電極面に沿って流通させる反応ガス流路と、
前記反応ガス流路に連通するバッファ部と、
が設けられるとともに、
前記接着層は、前記バッファ部に対向する一方、少なくとも反応ガス流路出口側の前記バッファ部に対向する前記接着層と前記触媒層との間に、前記隔壁層が設けられることを特徴とする燃料電池。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２２８０５３（Ｐ２０１１−２２８０５３Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９５１０２（Ｐ２０１０−９５１０２）
【出願日】平成２２年４月１６日（２０１０．４．１６）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年４月１６日（２０１０．４．１６）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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