[发明专利]燃料电池

说明书

本公开涉及燃料电池。发电单电池(12)具备MEA(10a)、第一隔板(14)以及第二隔板(16)。MEA(10a)的外周部的框构件(24)具有框构件侧内周部(26)、被夹持在第一隔板(14)与第二隔板(16)之间的框构件侧外周部(25)。MEA(10a)的发电部的厚度方向中心位置(MO)与框构件侧外周部(25)的厚度方向中心位置(FO)位于相互偏移的位置。另外，对框构件侧外周部(25)进行密封的第一隔板(14)的第一密封线(42)与第二隔板(16)的第二密封线(44)相互为非对称形状。

技术领域

本公开涉及在电解质膜-电极结构体的外周部设置框构件而成的燃料电池。

背景技术

燃料电池(单位发电单电池：以下也称为发电单电池)具备：将阳极电极、固体高分子电解质膜、以及阴极电极层叠而成的电解质膜-电极结构体(MEA)；以及夹持电解质膜-电极结构体的一对隔板。在层叠状态下，在阳极电极与隔板之间设置供给燃料气体的燃料气体流路，在阴极电极与隔板之间设置供给氧化剂气体的氧化剂气体流路。将该发电单电池例如层叠规定的数量由此作为车载用燃料电池堆来使用。

另外，近年来，电解质膜-电极结构体也有如美国专利第8399150号说明书所公开的那样构成为在外周组装框构件(副垫片(subgasket))而成的带框的MEA。此外，美国专利第8399150号说明书公开的燃料电池中，框构件与一对隔板非接触地层叠，但通常框构件的内周部接合于MEA，框构件的外周部被夹持于在一对隔板设置的突起状的密封部之间。由此，框构件削减高价的固体高分子电解质膜的使用量，并且保护为薄膜状、强度低的固体高分子电解质膜。

发明内容

发明所要解决的问题

然而，上述的带框的MEA谋求如下结构：一对隔板从框构件的外周部的两侧施加均匀的压力来进行密封，并且MEA与一对隔板以适度的接触压力来接触的结构。

本发明是鉴于上述情形做出的，目的在于提供燃料电池，该燃料电池能够以简单的结构使隔板从框构件的两侧施加均匀的压力由此来提高密封性能，并能减少电解质膜-电极结构体与隔板之间的接触阻抗来提高耐久性能以及发电性能。

用于解决问题的方案

为了实现所述目的，本发明的燃料电池具备：电解质膜-电极结构体，其在电解质膜的两面具备第一电极以及第二电极；第一隔板，其层叠于所述电解质膜-电极结构体的所述第一电极侧；以及第二隔板，其层叠于所述电解质膜-电极结构体的所述第二电极侧，向在所述第一隔板与所述第一电极之间形成的第一流路供给第一反应气体，向在所述第二隔板与所述第二电极之间形成的第二流路供给第二反应气体，所述燃料电池的特征在于，在所述电解质膜-电极结构体的外周部设置围绕该外周部的框构件，所述框构件具有：框构件侧内周部，其与所述电解质膜-电极结构体接合；以及框构件侧外周部，其与框构件侧内周部的外侧相连并且形成为比该框构件侧内周部厚，被夹持在所述第一隔板与所述第二隔板之间，所述电解质膜-电极结构体的厚度方向中心位置与所述框构件侧外周部的厚度方向中心位置位于相互偏移的位置，并且所述第一隔板的对所述框构件侧外周部进行密封的第一密封部与所述第二隔板的对所述框构件侧外周部进行密封的第二密封部相互为非对称形状。

另外优选为，所述第一密封部以及所述第二密封部具有：在侧面剖面观察时，从平坦状的底部朝向所述框构件侧外周部倾斜并且靠近的一对倾斜部；以及将所述一对倾斜部桥连来对所述框构件侧外周部进行密封的密封平坦部。

此外可以是，关于所述第一密封部以及所述第二密封部，至所述框构件侧外周部的高度相互不同，所述高度较低的密封部的所述一对倾斜部相对于所述密封平坦部的倾斜角比所述高度较高的密封部的所述一对倾斜部相对于所述密封平坦部的倾斜角大。

还优选为，关于所述第一密封部以及所述第二密封部，至所述框构件侧外周部的高度相互不同，所述高度较低的密封部的所述倾斜部与所述底部的连结部位的曲率半径比所述高度较高的密封部的所述倾斜部与所述底部的连结部位的曲率半径大。