[发明专利]燃料电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料电池，其具备在电解质膜的两侧配设有一对气体扩散层的电解质膜-电极结构体，并通过将所述电解质膜-电极结构体与隔板层叠而成。

背景技术

通常，固体高分子型燃料电池采用由高分子离子交换膜构成的固体高分子电解质膜。该燃料电池利用隔板(双向板)来夹持电解质膜-电极结构体(MEA)，该电解质膜-电极结构体(MEA)在固体高分子电解质膜的两侧分别配设有由催化剂层(电极催化剂)和气体扩散层(多孔质碳)构成的阳极侧电极及阴极侧电极。通常，将该燃料电池层叠规定个数而成的燃料电池组例如作为车载用而使用。

在上述的电解质膜-电极结构体中，使用薄膜状的固体高分子电解质膜。因此，由于向固体高分子电解质膜施加的反应气体的差压等产生的机械性的应力，而所述固体高分子电解质膜可能会发生破损。

因此，例如已知有日本特开2006-318940号公报所公开的燃料电池。如图7所示，该燃料电池具备燃料电池单体1和夹持该燃料电池单体1的第一及第二隔板2、3。燃料电池单体1具有固体高分子电解质膜4和夹着所述固体高分子电解质膜4配设的阴极电极5a及阳极电极6a。

在阴极电极5a及阳极电极6a上配设有第一气体扩散层5b及第二气体扩散层6b。阳极电极6a及第二气体扩散层6b比固体高分子电解质膜4表面积小，且阴极电极5a及第一气体扩散层5b具有比所述阳极电极6a及所述第二气体扩散层6b小的表面积。

在第一隔板2与固体高分子电解质膜4之间以包围阴极电极5a的方式夹装有第一密封件S1。在第一隔板2与第二隔板3之间以包围阳极电极6a的方式夹装有第二密封件S2。

在上述的燃料电池单体1中，台阶部、缓冲部、气体导入部及气体排出部由于未作为发电部使用，因此在这种部位上，不需要具有气体扩散功能。然而，第一气体扩散层5b及第二气体扩散层6b分别延伸到缓冲部，并且所述第二气体扩散层6b延伸设置到台阶部。

通常，第一及第二气体扩散层5b、6b通过多孔质碳布或多孔质碳纸等的高价的多孔质层形成。因此，燃料电池单体1不经济，燃料电池整体的成本高涨。

而且，第一及第二气体扩散层5b、6b为了确保扩散功能而壁厚形成得比较厚。因此，在缓冲部、气体导入部及气体排出部处，难以确保充分的流路高度。由此，压损增大，向电极部的流路的气体分配性下降。

发明内容

本发明用于解决这种问题，其目的在于提供一种能够可靠地保护电解质膜，且能够良好地确保反应气体用的流路高度的燃料电池。

本发明涉及一种燃料电池，其具备在电解质膜的两侧配设有一对气体扩散层的电解质膜-电极结构体，并通过将所述电解质膜-电极结构体与隔板层叠而成。

并且，电解质膜-电极结构体中，电解质膜的端部从气体扩散层的端部向外方突出，而且所述电解质膜的所述端部两面由第一保护膜及第二保护膜夹持，且所述第一保护膜的厚度设定成比所述第二保护膜的厚度薄。

根据本发明，从气体扩散层的端部向外方突出的电解质膜的端部两面由第一保护膜及第二保护膜夹持而可靠地保护。而且，第一保护膜的厚度设定成比第二保护膜的厚度薄，因此能够良好地确保所述第一保护膜侧的缓冲部、反应气体导入部及反应气体排出部的反应气体流路高度。此外，能够使发电部流路中的流量分配接近均匀，从而使发电性能提高。由此，能够维持所希望的发电性能，并容易实现燃料电池整体的薄型化。

并且，气体扩散层可以仅设置在使用于发电的区域。因此，高价的气体扩散层未形成到不需要气体扩散功能的部位，从而经济且有效。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的燃料电池的主要部分分解立体说明图。

图2是所述燃料电池的图1中的II-II线剖视说明图。

图3是构成所述燃料电池的电解质膜-电极结构体的主视说明图。

图4是构成所述燃料电池的第二隔板的主视说明图。

图5是所述电解质膜-电极结构体的制造方法的说明图。

图6是本发明的第二实施方式的燃料电池的剖视说明图。

图7是日本特开2006-318940号公报所公开的燃料电池的剖视说明图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的第一实施方式的燃料电池10利用第一隔板14及第二隔板16来夹持电解质膜-电极结构体12。