[发明专利]燃料电池用单元电池、其制造方法和燃料电池用气体流路结构体

说明书

技术领域

本发明涉及燃料电池用单元电池及其制造方法，尤其是涉及具有膜电极接合体、层叠于膜电极接合体的两面并形成气体流路的气体流路结构体和层叠于气体流路结构体并分隔相邻设置的单元电池间的气体的隔板的燃料电池用单元电池及其制造方法。

背景技术

燃料电池作为具有高效率和优异的环境特性的电池在近年显露头角。燃料电池一般是使作为氧化剂气体的空气中的氧与作为燃料气的氢进行电化学反应来产生电能。并且，氢与氧进行电化学反应的结果生成水。

燃料电池的种类有磷酸型、熔融碳酸盐型、固体电解质型、碱型、固体高分子型等。其中，具有在常温下起动并且起动时间快等优点的固体高分子型的燃料电池引人注目。这样的固体高分子型的燃料电池，可以作为移动体例如车辆等的动力源使用。

固体高分子型的燃料电池，是将多个的单元电池、集电板、端板等层叠，组装而成。并且，燃料电池用单元电池包含电解质膜、催化剂层、气体扩散层和隔板而构成。

专利文献1中公开了：在电极与金属板之间夹持了由纤维质材料形成的气体扩散层的构成的燃料电池中，在金属隔板侧不形成由金(Au)等的耐腐蚀导电材料构成的镀层，通过蒸镀、溅射、镀覆处理等在气体扩散层侧形成由金(Au)等的耐腐蚀导电材料构成的层。

专利文献1：日本特开2004-178893号公报

发明内容

在制造燃料电池用单元电池的场合，如上所述，在气体扩散层的表面被覆金(Au)等的导电性高的导电体，使气体扩散层与隔板之间的接触电阻降低。但是，在气体扩散层上被覆金(Au)等的导电体的场合，由于气体扩散层一般由多孔质的纤维材料成形而成，因此金(Au)等进入气体扩散层的内部，具有用金(Au)等被覆到不与隔板接触的部位的可能性。金(Au)等的导电体一般价格高，因此金(Au)等的使用量变多时，有时燃料电池用单元电池的制造成本变高。另外，金(Au)等的导电体，为疏水性的情况较多，阻碍燃料电池发电时生成的生成水的排水性，有时使燃料电池的发电效率降低。

因此，本发明的目的是提供抑制造成本，而且提高发电效率的燃料电池用单元电池及其制造方法。

本发明的燃料电池用单元电池，是具有膜电极接合体、层叠于膜电极接合体的两面并形成气体流路的气体流路结构体和层叠于气体流路结构体并分隔相邻设置的单元电池间的气体的隔板的燃料电池用单元电池，其特征在于，气体流路结构体具有：

用金属材料形成的气体流路基体；

采用导电体形成于气体流路基体的与膜电极接合体或隔板接触的接触部的导电层；和

采用亲水性材料形成于气体流路基体的气体流路面的亲水层。

本发明的燃料电池用单元电池的制造方法，是具有膜电极接合体、层叠于膜电极接合体的两面并形成气体流路的气体流路结构体和层叠于气体流路结构体并分隔相邻设置的单元电池间的气体的隔板的燃料电池用单元电池的制造方法，其特征在于，气体流路结构体的成形具有：

气体流路基体形成工序，该工序用金属材料形成气体流路基体；

导电层形成工序，该工序采用导电体在气体流路基体的与膜电极接合体或隔板接触的接触部形成导电层；和

亲水层形成工序，该工序采用亲水性材料在气体流路基体的气体流路面形成亲水层。

本发明的燃料电池用单元电池的制造方法，是具有膜电极接合体、层叠于膜电极接合体的两面并形成气体流路的气体流路结构体和层叠于气体流路结构体并分隔相邻设置的单元电池间的气体的隔板的燃料电池用单元电池的制造方法，其特征在于，气体流路结构体的成形具有：

气体流路基体形成工序，该工序用金属材料形成气体流路基体；

导电层形成工序，该工序采用导电体在气体流路基体的与膜电极接合体或隔板接触的接触部形成导电层；和

亲水层形成工序，该工序通过亲水处理在气体流路基体的气体流路面形成亲水层。

本发明的燃料电池用气体流路结构体，是层叠于膜电极接合体的两面并形成气体流路的燃料电池用气体流路结构体，其特征在于，气体流路结构体具有：

用金属材料形成的气体流路基体；

采用导电体形成于气体流路基体的与膜电极接合体或隔板接触的接触部的导电层；和

采用亲水性材料形成于气体流路基体的气体流路面的亲水层。

如上所述，根据本发明的燃料电池用单元电池及其制造方法，通过进一步降低金(Au)等的导电体的使用量，能够抑制制造成本、进一步提高发电效率。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式中，燃料电池用单元电池的剖面的图。