電解質膜電極接合体、その製造方法、及びそれを用いた燃料電池

【課題】平面配置型の燃料電池において、電極配置の自由度も高く、組み立て工程、部品点数が少なく低コストで、かつ水素漏れに対して信頼性が高い電解質膜電極接合体、その製造方法、及びそれを用いた燃料電池の提供を目的とする。
【解決手段】電極を両面に成形した電解質膜電極接合体を変形させることにより、両面に配置した電極間を電気的に直列に接続する構成である。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電解質膜電極接合体、その製造方法、及びそれを用いた燃料電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池装置は体積あたりの供給可能なエネルギー量が従来の電池に比べて数倍から十倍近くになる可能性があり、さらに燃料を連続的に充填することにより、携帯電話、ノートＰＣ等小型電子機器の長時間連続使用が可能となるため期待されている。
【０００３】
燃料電池は、電解質膜の対向する面に触媒を有する燃料極と触媒を有する酸化剤極が配置され単位セルを構成し、水素吸蔵合金タンク等に保存された水素ガスなどの燃料を燃料極側に供給し、酸化剤極側に酸素などの酸化剤を供給する。そして、電解質膜を介してこれらの反応剤を電気化学的に反応させることで電力を生じさせる。
【０００４】
単位セルの起電力は１Ｖ前後であるため、機器に負荷特性にあわせて複数の単位セルを電気的に直列に接続して電圧を高めている。
【０００５】
また、単位セルの配置方法も機器の形態にあわせて単位セルを積層する方式や、電解質膜上に複数の電極を配置する平面配置などの方式が考え出されている。
【０００６】
特許文献１には、平面状に設けられた複数の単位セルをスルーホールやバンプ接続を用いて電気的に直列に接続することにより、薄型の形状を保ちながら高い電圧を得る技術が開示されている。
【０００７】
また、特許文献２には、筒状の燃料電池セルを重ね、対向する電極間を接合することにより複数のセルを電気的に直列に接続して電圧を高める技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１９７２２５号公報
【特許文献２】特開２００３−３１７７９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１の技術では、電解質膜を貫通する導通部材やその周りをシールする部材が必要であり部品点数が多くなるという課題があった。
【０００９】
また、特許文献２の技術では、一回の接合工程では一対の接合面の電極同士しか接続することができないため、直列接続数とほぼ同じ回数の接合工程が必要であり、製造に要する工程が増えてしまう。また、接合個所が増えることにより、製品の信頼性確保が難しくなるという問題もある。
【００１０】
そこで本発明は、電解質膜の両面に成形した複数の単位セルの電極間を、少ない工程で電気的に直列に接続することができる電解質膜電極接合体を提供すること、及びそれを用いた燃料電池を提供することを目的とする。また本発明は、シール箇所が少ないため信頼性が高められた電解質膜電極接合体、及びそれを用いた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】
【００１１】
本発明は共通の電解質膜に複数の燃料電池単位セルが並んで形成された電解質膜電極接合体であって、前記燃料電池単位セルの各々は前記電解質膜の両面に対極する電極を有し、前記電解質膜の端部における折り返し又は曲げによって、異なる前記燃料電池単位セルの前記両面に対極する電極間が電気的に接続されていることを特徴とする電解質膜電極接合体、その製造方法、及びそれを用いた燃料電池である。
【００１２】
また、本発明は共通の電解質膜に複数の燃料電池単位セルが並んで形成された電解質膜電極接合体であって、前記燃料電池単位セルの各々は前記電解質膜の両面に対極する電極を有し、
前記電解質膜に貫通穴を有し、前記電解質膜の折り返しによって、前記貫通穴を通して、異なる前記燃料電池単位セルの前記両面に対極する電極間が電気的に接続されていることを特徴とする電解質膜電極接合体、その製造方法、及びそれを用いた燃料電池である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、複数の電極間を少ない工程で接続でき、シール箇所が少ないため信頼性の高い電解質膜電極接合体、及びそれを用いた燃料電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態である燃料電池装置１について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
本発明の燃料電池装置は、以下に説明する燃料電池装置１の限定的な構成には限定されず、燃料電池装置１の構成の一部又は全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実現可能である。例えば、燃料電池装置１は、燃料電池２と燃料タンク６とを一体に接続した燃料電池装置１の全体を、電子機器筐体１１に着脱自在としたが、燃料電池２を電子機器筐体１１側に組み込んで、燃料タンク６だけを電子機器筐体１１から着脱可能としてもよい。
【００１６】
以下の実施形態では、酸化剤として大気中の酸素を取り入れて利用する例を説明するが、酸化剤として、別の酸化作用のある気体又は液体の物質を利用してもよい。また、酸素を酸化剤として利用する場合には、大気から取り入れる代わりに、酸素ガスのボンベや酸素ガスの発生装置を燃料電池２に接続して、そこから酸素を供給させてもよい。
【００１７】
水素ガスを燃料として利用する燃料電池に適用した例を用いて説明するが、これにとらわれることはなく、その他の燃料（メタノール、エタノール等）でも同様の効果が得られる。
【００１８】
（実施形態１）
図１は、本発明の電解質膜電極接合体の構成を示す模式図、図２、３は電子機器筐体への燃料電池装置の取り付け状態を説明するための模式図、図４は燃料電池装置の単位セルの構造を説明するための模式的断面図、図５は燃料電池装置のブロック図、図６は単位セルの作動状態を説明するための模式的断面図である。
【００１９】
図２に示すように、燃料電池装置１は、電子機器（ノートＰＣ）１１の筐体の下方に着脱可能に取り付けられている。電子機器１１の筐体には、燃料電池装置１に酸化剤（大気中の酸素）を供給するための通気孔１３が設けられている。また、図３に示すように燃料電池装置１内部には後述の燃料電池２が内蔵されており、着脱式の燃料タンク６から燃料を供給する構成になっている。
【００２０】
図４、５に示すように燃料電池は、水素ガスを電気化学的に酸素と反応させて電流を取り出す単位セル３を構成要素として含んでいる。単位セル３は、酸化剤を供給し、かつ水蒸気を排出するための酸化剤極側拡散層３１と、燃料の水素ガスを供給する燃料極側拡散層３０との間に、電解質膜電極接合体２４を挟み込んで構成される。それぞれの単位セル３に水素ガスを供給する燃料極側拡散層３０は、燃料経路２９を通じて連通しており、燃料経路２９は、燃料タンク６に連通している。
【００２１】
燃料極側拡散層３０は、多孔質の通気性材料で形成され、電解質膜電極接合体２４の燃料極２２の全面に水素ガス分子を拡散供給する。酸化剤極側拡散層３１もまた、多孔質の通気性材料で形成され、電解質膜電極接合体２４の酸化剤極２３の全面に酸素ガス分子を拡散供給すると共に、発生する水蒸気を燃料電池装置の外部に拡散排出する。
【００２２】
図６に示すように電解質膜電極接合体２４は、燃料極２２と酸化剤極２３との間に高分子電解質膜２１を挟み込んで構成される。燃料極２２は、白金触媒を分散させた通気性のある薄膜層であって、水素ガスを水素原子に分解してイオン化し、水素イオンを高分子電解質膜２１へ送り込む。
【００２３】
酸化剤極２３は、白金触媒を分散させた通気性のある薄膜層であって、高分子電解質膜２１から受け取った水素イオンを酸素ガスと反応させて水分子を生成する。高分子電解質膜２１は、燃料極２２から受け入れた水素イオンを移動させて、酸化剤極２３へ受け渡すとともに、燃料極２２と酸化剤極２３との間の直接の電子移動を阻止する。
【００２４】
燃料タンク６に貯えられている燃料である水素ガスは、矢印で示すように、燃料経路２９を通って燃料極２２に供給される。一方、酸化剤極２３には、通気孔１３から取り入れた大気中の酸素が供給される。
【００２５】
水素ガスは、拡散層３０を透過して、燃料極２２に浸透し、燃料極２２に含まれる触媒に接触して水素イオン化反応を起こす。水素イオンは、高分子電解質膜２１を通過する。一方、大気から取り入れた酸素は、拡散層３１を透過して酸化剤極２３に浸透し、酸化剤極２３に含まれる触媒原子の存在下で、高分子電解質膜２１を通過した水素イオンと結合して水分子を生成する。
【００２６】
このような電気化学的な反応に伴って、水素分子の電子は燃料極２２から取り出され、外部の電気回路を経て酸化剤極２３へ導かれ、水分子を生成させる。この過程において、水素ガスと水との電気化学的なエネルギー差から、熱エネルギーになる分、内部抵抗等で消費される分を差し引いたエネルギーに相当する電力が外部の電気回路に取り出される。
【００２７】
＜電解質膜電極接合体＞
電解質膜電極接合体２４の製造方法について説明する。
【００２８】
図１に示すように、電解質膜電極接合体２４は電子機器１１の負荷に応じて、複数個の単位セル３を構成する燃料極２２と酸化剤極２３が高分子電解質膜２１に配置され、後述のように配線電極２５、２６により電気的に直列に接続されている。本実施例では単位セル３を４つ接続した例を示すが、用途や使用環境に応じて適宜所望の数の単位セルを接続して用いることができる。
【００２９】
図７に示すように、高分子電解質膜２１の片面には、それぞれの単位セル３の酸化剤極２３ａから２３ｄが形成されている。そして、各酸化剤極からは電気配線の配線電極２６ａから２６ｄとその先に接点電極２８ａから２８ｄがそれぞれ後述の折り返し部４０にかけて形成されている。
【００３０】
また、図８に示すように高分子電解質膜２１の酸化剤極が形成されている面の反対側の面には酸化剤極２３ａから２３ｄに対極するかたちで燃料極２２ａから２２ｄがそれぞれ形成されている。そして、各燃料極からは配線電極２５ａから２５ｄとその先に接点電極２７ａから２７ｄがそれぞれ後述の折り返し部４０にかけて形成されている。
【００３１】
燃料極２２、酸化剤極２３、配線電極２５、２７、接点電極２７、２８の形成方法は、高分子電解質を添加してペースト状にしたＰｔ担持カーボン粒子を高分子電解質膜２１上へドクターブレード法やスクリーンプリント法等で塗布する。塗布したペーストを乾燥した後、ホットプレスにより、高分子電解質膜２１と燃料極２２、酸化剤極２３、配線電極２５、２７、接点電極２７、２８を溶着して電解質膜電極接合体２４を作製する。
【００３２】
また電極の形成方法はホットプレスに限られること無く、スパッタ、蒸着、めっき等で高分子電解質膜２１上に形成することも可能である。また、配線電極２５、２７、接点電極２７、２８を燃料極２２、酸化剤極２３と同じＰｔ担持カーボン粒子で形成した例を示したが、同一材料に限らず、電気抵抗の低い材料ならよい。例えば、銅や金などの一般的な電気配線材料を燃料極２２、酸化剤極２３のＰｔ担持カーボン粒子層に重ねて蒸着などで形成することも可能である。この場合は配線及び接点部分の電気抵抗を低く抑えることが可能になりより発電ロスの少ない燃料電池を提供できる。
【００３３】
この電極を形成した段階では電解質膜電極接合体２４は各単位セル３の燃料極２２と酸化剤極２３は電気的に接続されていない状態である。
【００３４】
次の段階で図９に示すように、接点電極２８ａから２８ｄが形成されている面を上側にして高分子電解質膜２１の端部の折り返し部４０を第一折り返し線Ａに沿って折り返す。これにより、図１０に示すように接点電極２７ａから２７ｃが接点電極２８側に並び、両面に形成した接点電極２７、２８が同一面側に位置することになる。
【００３５】
さらに図１１に示すように、もう一度折り返し部４０を第二折り返し線Ｂで折り返すことにより接点電極２７ａから２７ｃの配置部と接点電極２８ｂから２８ｄがそれぞれ対向する構成になり、最終的には図１のような状態になる。そして、接点電極は、接点電極２７ａと２８ｂ、接点電極２７ｂと２８ｃ、接点電極２７ｃと２８ｂが折り返したときに折り返し部４０で対向するように予めパターン化されて配置されている。そのため、電気的な回路図は図１２に示すようになり、各単位セル３の燃料極と酸化剤極が直列に電気的に接続される。
【００３６】
次に、折り返し部４０をホットプレスすることにより、折り返して重ねられた高分子電解質膜２１が溶着して一体化され折り返し部からの水素ガス等の漏れが無くなる。また、同時に前述の対向した接点電極２７、２８もホットプレスにより溶着して接合され安定的に電気的導通を得ることができる。このようにして複数の単位セル３の各燃料極と酸化剤極が電気的に直列に接続された電解質膜電極接合体２４が完成する。
【００３７】
また、折り返し部４０をホットプレスで溶着する構成を説明したが、接着剤で接合することも可能である。また、接点電極２７、２８もハンダ等を利用することで接点を接合することも可能である。また、高分子電解質膜２１の折り返し部４０を酸化剤極側に折り返した例を示したが、適宜パターン構成を変更すれば燃料極側に折り返すことも可能である。
【００３８】
＜燃料電池の構成＞
燃料電池２は、図１３、１４、１５に示すように前述の電解質膜電極接合体２４の燃料極２２と酸化剤極２３に対応する位置に拡散層３０、３１を重ね、その周りをシール３６、３７でシールした後、セパレータ３２、３３で挟みこむことにより組立てられる。シール３６、３７は柔軟性のあるフッ素ゴム等で形成されているので、前述の配線電極２５、２７の上に位置しても水素のリークを防止することは十分可能である。また、シールは弾性シールには限らず接着剤等を利用しても同様にシールをすることができる。
【００３９】
セパレータ３２、３３にはそれぞれ前述の接点電極２７ｄ、２８ａに対応する位置に取り出し電極３８、３９が設けられており（図１３）電気的に直列に接続された単位セル３から電子機器１１に接続される。
【００４０】
そして、４つの単位セル３の燃料極２２は、それぞれの拡散層２７を介して燃料経路２９に連通している。燃料電池２で水素が消費されていくと、燃料タンク６内の水素ガスがセパレータ３２のコネクタ３４、単位セル３の拡散層３０を経て燃料極２２に供給される。酸化剤としての空気は、通気孔１３を通して吸気され、セパレータ３３のコネクタ３５を経て拡散層３１に供給され、前述の水素イオンと酸素との結合反応がおこり、取り出し電極３８、３９から電気的に接続された電子機器１１に電力が供給される。
【００４１】
また、接続する単位セル３の数を増やしたい場合は燃料極２２と酸化剤極２３の配列方向（図１の上下）に増やしていくことにより自由に増やすことができる。
【００４２】
以上説明したように電解質膜電極接合体２４の部品単体で複数の単位セル３を電気的に直列に接続した構成とすることができる。そのため、複数部品を組み合わせた構成よりもシール箇所を少なくでき信頼性の高い電解質膜電極接合体、及びそれを用いた燃料電池を提供することができる。また、一箇所の折り返し部で複数の接点を同時に接合することができるため接続単位セル数が増えても、部品点数や工程数は増加することが無い。そのため、低コストで信頼性の高い電解質膜電極接合体、及びそれを用いた燃料電池を提供することができる。
【００４３】
（実施形態２）
以下本発明の第２の実施形態について説明する。
【００４４】
図１６、１７、１８に示すように、電解質膜電極接合体２４上の燃料極２２と酸化剤極２３はそれぞれ配線電極２５、２７と電気的に導通していない状態で形成される。そして、実施例１と同様に端部を折り返して両面の配線電極２５、２７を接続する。
【００４５】
セパレータ３２、３３は図１９、２０に示すように、単位セルごとに電極板５１（５０）が分けられており、各単位セル同士が短絡しないようにセパレータ枠体５５（５４）で支持されている。また、電極板５１（５０）にはバネ状の電極板接点５３（５２）が設けられており後述のように接点として機能する。
【００４６】
燃料電池２の組立は図２１に示すように、電解質膜電極接合体２４に燃料極２２と酸化剤極２３のそれぞれに、多孔質の通気性材料で導電性を有する材料で形成された拡散層３０、３１を単位セルごとに積層する。拡散層３０、３１の材質としてはカーボンペーパーやカーボンクロスなどの炭素系の繊維や発泡金属などの通気性金属を用いる。
【００４７】
さらに、拡散層３０、３１の上にそれぞれ導電性の電極板５０、５１を有するセパレータ３２、３３を積層する。電極板５０、５１にはバネ状の電極板接点５２、５３が設けられており、積層したときに電解質膜電極接合体２４上の配線電極２５、２７と電気的に導通するように構成されている。そして、燃料電池２として組立てることにより電解質膜電極接合体２４上の燃料極２２と酸化剤極２３がそれぞれ、拡散層３０、３１、電極板５０、５１を経由して配線電極２５、２７と電気的に導通する。また、このときの単位セル３の接続は前述の実施例１と同様に図１２のようになる。
【００４８】
このように、拡散層３０、３１、電極板５０、５１を経由して各単位セル３を直列に接続する構成にすることにより燃料極２２と酸化剤極２３の面に垂直方向から電気を取り出すことが可能になる。
【００４９】
燃料極２２、酸化剤極２３に利用するＰｔ担持カーボン粒子は内部抵抗が高いため、面の平行方向から電気をとりだすよりも面に垂直方向から電気を取り出すほうが抵抗を低くおさえることができる。そのため、実施例１のように燃料極２２、酸化剤極２３の端部から直接導通させる場合に比べて、本実施例は接触面積と配線抵抗を小さくすることができ、よって発電ロスを少なくすることができる。
【００５０】
（実施形態３）
以下本発明の第３の実施形態について説明する。
【００５１】
実施例１及び２では電解質膜電極接合体２４の端部を折り返した例を示したが図２２に示すように、円筒部材６１のようなものを支持体として端部の巻き部６０を巻きつけることにより高分子電解質膜２１の両面の電極間を電気的に接続することが可能である。
【００５２】
このような構成の電解質膜電極接合体２４を使用して実施例１や２の燃料電池２の組立をおこなっても同様の効果を得られる。
【００５３】
（実施形態４）
以下本発明の第４の実施形態について説明する。
【００５４】
本実施例は実施例１から３の構成と電解質膜電極接合体の折り返し部位と単位セル間の導通のさせ方が違うだけであり、その他の構成は同様である。
【００５５】
電解質膜電極接合体２４の製造方法について説明する。
【００５６】
図２３に示すように、高分子電解質膜２１の片面には、それぞれの単位セル３の酸化剤極２３ａから２３ｄが２個を対として配列され形成されている。本実施例では４つの単位セルを田の字型に配置している。そして、各酸化剤極からは電気配線の配線電極２６ａから２６ｄとその先に接点電極２８ａから２８ｄがそれぞれ後述の高分子電解質膜２１の中央部にある折り返し部７１にかけて形成されている。また、折り返し部７１には高分子電解質膜２１の表裏を貫通する貫通穴７０が設けられている。
【００５７】
また、図２４に示すように高分子電解質膜２１の酸化剤極が形成されている側の裏面には酸化剤極２３ａから２３ｄに対極するかたちで燃料極２２ａから２２ｄがそれぞれ形成されている。そして、各燃料極からは配線電極２５ａから２５ｄとその先に接点電極２７ａから２７ｄがそれぞれ後述の高分子電解質膜２１の中央部にある折り返し部７１にかけて形成されている。
【００５８】
この電極を形成した段階では電解質膜電極接合体２４は各単位セル３の燃料極２２と酸化剤極２３は電気的に接続されていない状態である。
【００５９】
次の段階で図２５に示すように、接点電極２８ａから２８ｄが形成されている面を上側にして高分子電解質膜２１の中央部の折り返し部７１を第一折り返し線Ｃに沿って折り返す。これにより、図２６に示すように接点電極２８ｂから２８ｄが貫通穴７０を通して接点電極２７側に露出して、両面に形成した接点電極２７、２８が同一面上に位置することになる。
【００６０】
さらに図２７に示すように、もう一度折り返し部７１を第二折り返し線Ｄで折り返す。これにより接点電極２７ａから２７ｃの配置部と接点電極２８ｂから２８ｄがそれぞれ貫通穴７０を通して対向する構成になり、最終的には図２８のような状態になる。そして、接点電極は、接点電極２７ａと２８ｂ、接点電極２７ｂと２８ｃ、接点電極２７ｃと２８ｂが折り返したときに折り返し部７１が貫通穴７０を通して対向するように予めパターン化されて配置されている。そのため、電気的な回路図は実施例１と同様に図１２に示すようになり、各単位セル３の燃料極と酸化剤極が直列に電気的に接続される。
【００６１】
次に、折り返し部７１をホットプレスすることにより、折り返して重ねられた高分子電解質膜２１が溶着して一体化され折り返し部からの水素ガス等の漏れが無くなる。また、同時に前述の対向した接点電極２７、２８もホットプレスにより溶着して接合され安定的に電気的導通を得ることができる。このようにして複数の単位セル３の各燃料極と酸化剤極が電気的に直列に接続された電解質膜電極接合体２４が完成する。
【００６２】
実施形態１では、折り返し部に平行で縦方向に面上に直列に燃料極と酸化剤極を配置したときに配線部分が短くなる最適な配置方法をしめした。さらに、本実施例構成にすることにより、並列にも燃料極と酸化剤極が配置できるため、構成を使いわけることにより電解質膜電極接合体２４の燃料極と酸化剤極（単位セル）配置の自由度をさらに増すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】電解質膜電極接合体の構成を説明する斜視図である。
【図２】電子機器筐体への燃料電池装置の取り付け状態の説明図である。
【図３】電子機器筐体への燃料電池装置の取り付け状態の説明図である。
【図４】燃料電池装置の単位セルの構造の説明図である。
【図５】燃料電池装置を取り付けた電子機器のブロック図である。
【図６】単位セルの作動状態の説明図である。
【図７】電解質膜電極接合体の酸化剤極面の構成を説明する斜視図である。
【図８】電解質膜電極接合体の燃料極面の構成を説明する斜視図である。
【図９】電解質膜電極接合体の製造方法を説明する斜視図である。
【図１０】電解質膜電極接合体の製造方法を説明する斜視図である。
【図１１】電解質膜電極接合体の製造方法を説明する斜視図である。
【図１２】電解質膜電極接合体の電気接続を説明する回路図である。
【図１３】燃料電池の構成を説明する斜視図である。
【図１４】燃料電池の構成を説明する斜視図である。
【図１５】燃料電池の構成を説明する斜視図である。
【図１６】第２実施例の燃料電池の単位セルを説明する図である。
【図１７】第２実施例の電解質膜電極接合体の酸化剤極面構成を説明する斜視図である。
【図１８】第２実施例の電解質膜電極接合体の燃料極面構成を説明する斜視図である。
【図１９】第２実施例のセパレータの構成を説明する斜視図である。
【図２０】第２実施例のセパレータの構成を説明する斜視図である。
【図２１】第２実施例の燃料電池の構成を説明する斜視図である。
【図２２】第３実施例の電解質膜電極接合体の構成を説明する斜視図である。
【図２３】第４実施例の電解質膜電極接合体の酸化剤極面側を説明する斜視図である。
【図２４】第４実施例の電解質膜電極接合体の燃料極面側を説明する斜視図である。
【図２５】第４実施例の電解質膜電極接合体の製造方法を説明する斜視図である。
【図２６】第４実施例の電解質膜電極接合体の製造方法を説明する斜視図である。
【図２７】第４実施例の電解質膜電極接合体の製造方法を説明する斜視図である。
【図２８】第４実施例の電解質膜電極接合体の製造方法を説明する斜視図である。
【符号の説明】
【００６４】
１燃料電池装置
２燃料電池
３単位セル
６燃料タンク
１１電子機器
１３通気孔
２１高分子電解質膜
２２燃料極
２３酸化剤極
２４電解質膜電極接合体
２５、２６配線電極
２７、２８接点電極
２９気体経路（燃料経路）
３０、３１拡散層
３２、３３セパレータ
３４、３５コネクタ
３６、３７シール
３８、３９取り出し電極
４０折り返し部
５０、５１電極板
５２、５３電極板接点
５４、５５セパレータ枠体（非導電性）
６０巻き部
６１円筒部材
７０貫通穴
７１折り返し部
Ａ第一折り返し線
Ｂ第二折り返し線
Ｃ第一折り返し線
Ｄ第二折り返し線

【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通の電解質膜に複数の燃料電池単位セルが並んで形成された電解質膜電極接合体であって、
前記燃料電池単位セルの各々は前記電解質膜の両面に対極する電極を有し、
前記電解質膜の端部における折り返し又は曲げによって、異なる前記燃料電池単位セルの前記両面に対極する電極間が電気的に接続されていることを特徴とする電解質膜電極接合体。
【請求項２】
前記折り返し又は曲げによって対面する電解質膜の少なくとも一部が接合されていることを特徴とする請求項１に記載の電解質膜電極接合体。
【請求項３】
前記接合は接着又は溶着によるものであることを特徴とする請求項２に記載の電解質膜電極接合体。
【請求項４】
共通の電解質膜に複数の燃料電池単位セルが並んで形成された電解質膜電極接合体であって、
前記燃料電池単位セルの各々は前記電解質膜の両面に対極する電極を有し、
前記電解質膜に貫通穴を有し、
前記電解質膜の折り返しによって、前記貫通穴を通して、異なる前記燃料電池単位セルの前記両面に対極する電極間が電気的に接続されていることを特徴とする電解質膜電極接合体。
【請求項５】
前記折り返しによって対面する電解質膜の少なくとも一部が接合されていることを特徴とする請求項４に記載の電解質膜電極接合体。
【請求項６】
前記接合は接着又は溶着によるものである
ことを特徴とする請求項５に記載の電解質膜電極接合体。
【請求項７】
共通の電解質膜に複数の燃料電池単位セルが並んで形成された電解質膜電極接合体の製造方法であって
前記燃料電池単位セルの各々において前記電解質膜の両面に対極する電極を設け、
前記電解質膜の端部を折り返し又は曲げることによって、異なる前記燃料電池単位セルの前記両面に対極する電極間を電気的に接続することを特徴とする電解質膜電極接合体。
【請求項８】
前記折り返し又は曲げによって対面する電解質膜の少なくとも一部を接合することを特徴とする請求項７に記載の電解質膜電極接合体の製造方法。
【請求項９】
前記接合は接着又は溶着によるものであることを特徴とする請求項８に記載の電解質膜電極接合体の製造方法。
【請求項１０】
共通の電解質膜に複数の燃料電池単位セルが並んで形成された電解質膜電極接合体の製造方法であって、
前記燃料電池単位セルの各々において前記電解質膜の両面に対極する電極を設け、
前記電解質膜に貫通穴を設け、
前記電解質膜を折り返すことによって、前記貫通穴を通して、異なる前記燃料電池セルの前記両面に対極する電極間を電気的に接続することを特徴とする電解質膜電極接合体の製造方法。
【請求項１１】
前記折り返しによって対面する電解質膜の少なくとも一部が接合されていることを特徴とする請求項１０に記載の電解質膜電極接合体の製造方法。
【請求項１２】
前記接合は接着又は溶着によるものである
ことを特徴とする請求項１１に記載の電解質膜電極接合体の製造方法。
【請求項１３】
複数の燃料電池単位セルを直列接続してなる燃料電池であり、
請求項１に記載の電解質膜電極接合体を用いた燃料電池。
【請求項１４】
複数の燃料電池単位セルを直列接続してなる燃料電池であり、
請求項４に記載の電解質膜電極接合体を用いた燃料電池。

【図１】