[发明专利]燃料电池的密封构造

说明书

技术领域

本发明涉及一种在燃料电池中用于使燃料气体、氧化剂气体以及冷却介质等在各自独立的流路中流通的密封构造。

背景技术

燃料电池具有用于使燃料气体和氧化剂气体、以及冷却介质等在各自独立的流路中流通的密封构造。图11是以分离状态示出利用现有技术的燃料电池的密封构造的部分剖面图，图12是以层叠状态示出的部分剖面图。

在这些图11以及图12中，附图标记110为在由电解质膜以及设置在其两面的催化剂电极层构成的膜-电极复合体(MEA：Membrane Electrode Assembly)111的厚度方向两侧上将由多孔质体构成的气体扩散层(GDL：Gas Diffusion Layer)112、113进行层叠一体化的发电体。并且，通过在该发电体110的厚度方向两侧上层叠由碳或者导电性金属构成的分隔件120、130而构成燃料电池单元100。

在各燃料电池单元100中，发电体110中的膜-电极复合体111的外周部被夹持在以橡胶状弹性材料(橡胶或者具有橡胶状弹性的合成树脂材料)一体成形于一侧的分隔件120上的正极用密封突条121与以橡胶状弹性材料一体成形于另一侧的分隔件130上的负极用密封突条131之间。

并且，在膜-电极复合体111中的一侧的催化剂电极层(正极)和与其相对向的一侧的分隔件120之间，通过正极用密封突条121划分燃料气体流路100a，在膜-电极复合体111中的另一侧的催化剂电极层(负极)和与其相对向的另一侧的分隔件130之间，通过负极用密封突条131划分氧化剂气体流路100b。此外，在一侧的与分隔件120中的正极用密封突条121相反侧的面上，以橡胶状弹性材料一体成形制冷剂用密封突条122，在邻接的燃料电池单元100、100的分隔件120、130之间，通过该制冷剂用密封突条122划分制冷剂流路100c。

即，这种燃料电池中，在各燃料电池单元100中，流通燃料气体流路100a的燃料气体(氢气)通过气体扩散层112而被供给膜-电极复合体111的正极侧，流通氧化剂气体流路100b的氧化剂气体(空气)通过气体扩散层113而被供给膜-电极复合体111的负极侧，通过水的电解的逆反应，即通过从氢气和氧气生成水的反应，从而产生电力。并且，虽然由各燃料电池单元100产生的电动势较低，但是通过将多个燃料电池单元100层叠并电串联连接，从而能够得到需要的电动势(参考例如专利文献1)。

但是，根据现有的燃料电池的密封构造，除了在一侧的分隔件120上将正极用密封突条121和制冷剂用密封突条122一体成形以外，还需要在另一侧的分隔件130上将负极用密封突条131一体成形。

此外，当分隔件120、130由于薄壁化而易于变形时，存在燃料电池单元100中的发电体110两侧的分隔件120、130的端部彼此接触而电短路，发电效率降低的危险。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-222708号公报

发明内容

(发明要解决的课题)

本发明鉴于上述问题而作出的，其技术课题是在燃料电池的密封构造中，将正极用以及负极用的密封突条和制冷剂用的密封突条汇集设置于一个分隔件上，同时防止发电体的两侧的分隔件彼此接触而发生电短路。

(用于解决课题的方法)

作为用于有效解决上述技术课题的方法，本发明第一方面涉及的燃料电池的密封构造为包括：发电体，具有在电解质膜的两面设有电极层的膜-电极复合体；以及第一和第二分隔件，配置在该发电体的厚度方向两侧；在所述第一分隔件中厚度方向一侧的面上，以电绝缘性的橡胶状弹性材料一体成形有密接于所述发电体的外周部的第一密封突条、位于该第一密封突条的外周侧而密接于所述第二分隔件的第二密封突条、以及与这些第一以及第二密封突条并排隆起的防止短路肋，在所述第一分隔件中厚度方向另一侧的面上，以电绝缘性的橡胶状材料一体成形有密接于与所述第二分隔件中所述发电体相反侧的面的第三密封突条。

此外，本发明第二方面涉及的燃料电池的密封构造为，在第一方面的构成中，第一密封突条、第二密封突条以及防止短路肋和第三密封突条通过开设于第一分隔件上的连通孔而相互连续。