(57)【要約】【課題】簡単な構成で、段差ＭＥＡを構成する固体高分子電解質膜の端部劣化を可及的に抑制することを可能にする。【解決手段】樹脂枠付き電解質膜・電極構造体１０を構成する樹脂枠部材２４は、接着剤２５が設けられる凹部２６ａを有する。凹部２６ａの内周凸部２６ｂ１は、電解質膜・電極構造体１０ａのガス拡散層２２ｂから外方に突出する電極触媒層２２ａに当接する。凹部２６ａの外周凸部２６ｂ２は、電解質膜・電極構造体１０ａのガス拡散層２０ｂの最外周部に固体高分子電解質膜１８を介装して当接している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体高分子電解質膜の一方の面には、第１触媒層及び第１拡散層を有する第１電極が設けられ、前記固体高分子電解質膜の他方の面には、第２触媒層及び第２拡散層を有する第２電極が設けられるとともに、前記第１電極の平面寸法は、前記第２電極の平面寸法よりも大きな寸法に設定される段差状の電解質膜・電極構造体と、
前記固体高分子電解質膜の外周を周回して設けられる樹脂枠部材と、
を備える燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体であって、
前記樹脂枠部材の前記第２電極側に膨出する内側膨出部は、前記電解質膜・電極構造体に当接する当接面に、接着剤が設けられる凹部を有するとともに、
前記凹部の樹脂枠部材内周端側に内周凸部が設けられる一方、前記凹部の樹脂枠部材外周端側に外周凸部が設けられ、
前記内周凸部は、前記電解質膜・電極構造体の前記第２拡散層から外方に突出する前記第２触媒層に当接し、且つ、前記外周凸部は、前記電解質膜・電極構造体の前記第１拡散層の最外周部に前記固体高分子電解質膜を介装して当接することを特徴とする燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体。
【請求項２】
請求項１記載の燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体において、前記凹部は、前記外周凸部側に前記接着剤が充填されない空間部を有することを特徴とする燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体。
【請求項３】
請求項１又は２記載の燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体において、前記内周凸部は、前記第２触媒層に接触する幅寸法が０．２ｍｍ以上に設定されることを特徴とする燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体において、前記内側膨出部の内周端部と前記第２拡散層の外周端部との間に隙間が形成されるとともに、
前記隙間には、接着剤の層が形成されることを特徴とする燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体高分子電解質膜を第１電極と第２電極とで挟んだ段差ＭＥＡと、前記段差ＭＥＡの外周を周回して設けられる樹脂枠部材とを備える燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、固体高分子型燃料電池は、高分子イオン交換膜からなる固体高分子電解質膜を採用している。この燃料電池は、固体高分子電解質膜の両側に、それぞれ触媒層（電極触媒層）及びガス拡散層（多孔質カーボン）を有するアノード電極とカソード電極とを配設した電解質膜・電極構造体（ＭＥＡ）を、セパレータ（バイポーラ板）によって挟持している。この燃料電池は、所定の数だけ積層することにより、例えば、車載用燃料電池スタックとして使用されている。
【０００３】
電解質膜・電極構造体では、一方のガス拡散層が固体高分子電解質膜よりも小さな平面寸法に設定されるとともに、他方のガス拡散層が前記固体高分子電解質膜と同一の平面寸法に設定される、所謂、段差ＭＥＡを構成する場合がある。その際、比較的高価な固体高分子電解質膜の使用量を削減させるとともに、薄膜状で強度が低い前記固体高分子電解質膜を保護するために、樹脂枠部材を組み込んだ樹脂枠付きＭＥＡが採用されている。
【０００４】
この種の樹脂枠付きＭＥＡとして、例えば、特許文献１に開示されている電解質膜−電極接合体が知られている。この電解質膜−電極接合体では、図７に示すように、膜１と、前記膜１の一方の側に配置されたアノード触媒層２ａと、前記膜１の他方の側に配置されたカソード触媒層３ａとを有している。膜１の両面には、ＧＤＬ（ガス拡散層）２ｂとＧＤＬ３ｂとが備えられるとともに、アノード側の前記ＧＤＬ２ｂ側の面積（平面寸法）は、カソード側の前記ＧＤＬ３ｂの面積よりも大きな面積（平面寸法）に形成されている。
【０００５】
ＭＥＡのエッジ領域は、アノード触媒層２ａ及びカソード触媒層３ａの端部の周囲の少なくとも一部（好ましくは全周囲）に配置されるカソード側とアノード側のガスケット層が一体化されてなるガスケット構造体４が配されて構成されている。少なくともＧＤＬ面積が小さい側（ＧＤＬ３ｂ側）の膜１の外周部と、ガスケット構造体４とは、接着層５を介して接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−６６７６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の特許文献１では、ＧＤＬ面積が小さいＧＤＬ３ｂの外周部と膜１との境界部位に、酸化剤ガス（Ｏ2）の拡散によって過酸化水素（Ｈ2Ｏ2）が生成され易くなる。このため、膜１の端部には、膜劣化が惹起し易いという問題がある。
【０００８】
本発明は、この種の問題を解決するものであり、簡単な構成で、段差ＭＥＡを構成する固体高分子電解質膜の端部劣化を可及的に抑制することが可能な燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体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】
【０００９】
本発明は、固体高分子電解質膜の一方の面には、第１触媒層及び第１拡散層を有する第１電極が設けられ、前記固体高分子電解質膜の他方の面には、第２触媒層及び第２拡散層を有する第２電極が設けられるとともに、前記第１電極の平面寸法は、前記第２電極の平面寸法よりも大きな寸法に設定される段差状の電解質膜・電極構造体と、前記固体高分子電解質膜の外周を周回して設けられる樹脂枠部材と、を備える燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体に関するものである。
【００１０】
この燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体では、樹脂枠部材の第２電極側に膨出する内側膨出部は、電解質膜・電極構造体に当接する当接面に、接着剤が設けられる凹部を有するとともに、前記凹部の樹脂枠部材内周端側に内周凸部が設けられる一方、前記凹部の樹脂枠部材外周端側に外周凸部が設けられている。そして、内周凸部は、電解質膜・電極構造体の第２拡散層から外方に突出する第２触媒層に当接し、且つ、外周凸部は、前記電解質膜・電極構造体の第１拡散層の最外周部に固体高分子電解質膜を介装して当接している。
【００１１】
また、この燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体では、凹部は、外周凸部側に接着剤が充填されない空間部を有することが好ましい。
【００１２】
さらに、この燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体では、内周凸部は、第２触媒層に接触する幅寸法が０．２ｍｍ以上に設定されることが好ましい。
【００１３】
さらにまた、この燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体では、内側膨出部の内周端部と第２拡散層の外周端部との間に隙間が形成されるとともに、前記隙間には、接着剤の層が形成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、樹脂枠部材の内周凸部は、電解質膜・電極構造体の第２拡散層から外方に突出する第２触媒層に当接している。このため、固体高分子電解質膜の端部側に酸化剤ガスが拡散することを良好に抑制することが可能になり、前記固体高分子電解質膜の端部側に劣化反応が発生することを有効に阻止することができる。従って、簡単な構成で、段差ＭＥＡを構成する固体高分子電解質膜の端部劣化を可及的に抑制することが可能になる。
【００１５】
しかも、樹脂枠部材の外周凸部は、電解質膜・電極構造体の第１ガス拡散層の最外周部に固体高分子電解質膜を介装して当接している。これにより、樹脂枠付き電解質膜・電極構造体全体を確実に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る樹脂枠付き電解質膜・電極構造体が組み込まれる固体高分子型燃料電池の要部分解斜視説明図である。
【図２】前記燃料電池の、図１中、ＩＩ−ＩＩ線断面説明図である。
【図３】前記樹脂枠付き電解質膜・電極構造体の要部断面説明図である。
【図４】前記樹脂枠付き電解質膜・電極構造体の分解斜視説明図である。
【図５】前記燃料電池を構成する第１セパレータの正面説明図である。
【図６】重なり部の幅とカソード電極の端部劣化比率との関係説明図である。
【図７】特許文献１に開示されている電解質膜−電極接合体の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る樹脂枠付き電解質膜・電極構造体１０は、縦長（又は横長）の長方形状の固体高分子型燃料電池１２に組み込まれる。複数の燃料電池１２は、例えば、矢印Ａ方向（水平方向）又は矢印Ｃ方向（重力方向）に積層されて燃料電池スタックが構成される。燃料電池スタックは、例えば、車載用燃料電池スタックとして燃料電池電気自動車（図示せず）に搭載される。
【００１８】
燃料電池１２は、樹脂枠付き電解質膜・電極構造体１０を第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６で挟持する。第１セパレータ１４及び第２セパレータ１６は、縦長（又は横長）の長方形状を有し、例えば、鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、めっき処理鋼板、あるいはその金属表面に防食用の表面処理を施した金属板や、カーボン部材等で構成されている。
【００１９】
長方形状の樹脂枠付き電解質膜・電極構造体１０は、図２及び図３に示すように、電解質膜・電極構造体１０ａを備えるとともに、前記電解質膜・電極構造体１０ａは、例えば、パーフルオロスルホン酸の薄膜に水が含浸された固体高分子電解質膜１８と、前記固体高分子電解質膜１８を挟持するアノード電極（第１電極）２０及びカソード電極（第２電極）２２とを有する。
【００２０】
固体高分子電解質膜１８は、フッ素系電解質の他、ＨＣ（炭化水素）系電解質を使用してもよい。カソード電極２２は、固体高分子電解質膜１８及びアノード電極２０よりも小さな表面寸法（平面寸法）を有する。
【００２１】
なお、上記の構成に代えて、アノード電極２０が、固体高分子電解質膜１８及びカソード電極２２よりも小さな表面寸法（平面寸法）を有するように構成してもよい。その際、アノード電極２０は、第２電極であり、カソード電極２２は、第１電極である。
【００２２】
アノード電極２０は、固体高分子電解質膜１８の一方の面１８ａに接合される電極触媒層（第１触媒層）２０ａと、前記電極触媒層２０ａに積層されるガス拡散層（第１拡散層）２０ｂとを設ける。電極触媒層２０ａ及びガス拡散層２０ｂは、同一の外形寸法を有するとともに、固体高分子電解質膜１８と同一（又は同一未満）の外形寸法に設定される。
【００２３】
カソード電極２２は、固体高分子電解質膜１８の面１８ｂに接合される電極触媒層（第２触媒層）２２ａと、前記電極触媒層２２ａに積層されるガス拡散層（第２拡散層）２２ｂとを設ける。電極触媒層２２ａの外周端部２２ａｅは、ガス拡散層２２ｂの外周端部２２ｂｅよりも外方に突出するとともに、前記電極触媒層２２ａは、固体高分子電解質膜１８の外形寸法よりも小さな外形寸法に設定される。
【００２４】
電極触媒層２０ａ、２２ａは、例えば、カーボンブラックに白金粒子を担持した触媒粒子を形成し、イオン伝導性バインダーとして高分子電解質を使用し、この高分子電解質の溶液中に前記触媒粒子を均一に混合して作製された触媒ペーストを、固体高分子電解質膜１８の両面に印刷、塗布又は転写することによって構成される。ガス拡散層２０ｂ、２２ｂは、カーボンペーパ等からなるとともに、前記ガス拡散層２２ｂの平面寸法は、前記ガス拡散層２０ｂの平面寸法よりも小さく設定される。
【００２５】
図１〜図４に示すように、樹脂枠付き電解質膜・電極構造体１０は、固体高分子電解質膜１８の外周を周回するとともに、アノード電極２０及びカソード電極２２に接合される樹脂枠部材２４を備える。樹脂枠部材２４は、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＰＡ（ポリフタルアミド）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）、ＬＣＰ（リキッドクリスタルポリマー）、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）、シリコーンゴム、フッ素ゴム又はＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）等で構成される。
【００２６】
樹脂枠部材２４の内周部には、カソード電極２２の外周側に突出する薄肉状内側膨出部２４ａが設けられる。内側膨出部２４ａは、カソード電極２２と同一の肉厚、実質的には、ガス拡散層２２ｂと同一の肉厚である厚さｔ１（ガス拡散層２２ｂ上に中間層を設ける場合には、前記中間層の厚さも含む）を有する。
【００２７】
内側膨出部２４ａは、電解質膜・電極構造体１０ａに当接する当接面に、接着剤２５が設けられる凹部２６ａを有する。凹部２６ａの樹脂枠部材内周端側には、内周凸部２６ｂ１が設けられる一方、前記凹部２６ａの樹脂枠部材外周端側には、外周凸部２６ｂ２が設けられる。内周凸部２６ｂ１及び外周凸部２６ｂ２には、接着剤２５が塗布されていない。電極触媒層２２ａの外周端部２２ａｅは、凹部２６ａ内に長さｈだけ突出して配置される。外周凸部２６ｂ２は、電極触媒層２２ａの厚さ分だけ内周凸部２６ｂ１の厚さｔ１よりも厚く構成される。
【００２８】
内周凸部２６ｂ１は、電解質膜・電極構造体１０ａのガス拡散層２２ｂから外方に突出する電極触媒層２２ａに当接する。外周凸部２６ｂ２は、電解質膜・電極構造体１０ａのガス拡散層２０ｂの最外周部に固体高分子電解質膜１８を介装して当接する。
【００２９】
凹部２６ａは、外周凸部２６ｂ２側に接着剤２５が充填されない空間部２６ａｓを有する。内周凸部２６ｂ１は、電極触媒層２２ａに接触する幅寸法Ｌが、０．２ｍｍ以上で且つ３．０ｍｍ以下に設定され、前記電極触媒層２２ａの外周部と樹脂枠部材２４の内側膨出部２４ａが、全周に亘って重なり部を有している。
【００３０】
樹脂枠部材２４の内周端部２４ａｅとガス拡散層２２ｂの外周端部２２ｂｅとの間には、隙間が形成される。この隙間には、内側膨出部２４ａの厚さ方向に対して７０μｍ以上の厚さｔ２に設定された接着剤２５の層が形成される。従って、電極触媒層２２ａは、外部に露出することがない。接着剤２５の層の厚さｔ２は、ガス拡散層２２ｂの外側表面以下に、すなわち、前記厚さｔ２は、ガス拡散層２２ｂの厚さｔ１以下に設定される（ｔ１≧ｔ２）。
【００３１】
樹脂枠部材２４の内側膨出部２４ａと電解質膜・電極構造体１０ａとは、接着剤２５の層により接着される。接着剤２５の層は、固体高分子電解質膜１８の外周縁部の全周に亘って額縁状に形成される。接着剤２５としては、例えば、フッ素系接着剤が使用される。
【００３２】
図１及び図４に示すように、樹脂枠部材２４のアノード電極２０側の面２４ｓ１には、上端縁部に後述する燃料ガス流路４２の入口側に対応する入口バッファ部２８ａが設けられる。樹脂枠部材２４の面２４ｓ１には、下端縁部に燃料ガス流路４２の出口側に対応する出口バッファ部２８ｂが設けられる。入口バッファ部２８ａ及び出口バッファ部２８ｂは、複数の突起部（柱状部）により構成される。
【００３３】
図３に示すように、樹脂枠部材２４のカソード電極２２側の面２４ｓ２には、上端縁部に後述する酸化剤ガス流路３６の入口側に対応する入口バッファ部２８ｃが設けられる。樹脂枠部材２４の面２４ｓ２には、下端縁部に酸化剤ガス流路３６の出口側に対応する出口バッファ部２８ｄが設けられる。入口バッファ部２８ｃ及び出口バッファ部２８ｄは、複数の突起部（柱状部）により構成される。
【００３４】
図１に示すように、燃料電池１２の矢印Ｃ方向（図１中、重力方向）の上端縁部には、積層方向である矢印Ａ方向に互いに連通して、酸化剤ガス、例えば、酸素含有ガスを供給するための酸化剤ガス入口連通孔３０ａ、冷却媒体を供給するための冷却媒体入口連通孔３２ａ、及び燃料ガス、例えば、水素含有ガスを供給するための燃料ガス入口連通孔３４ａが、矢印Ｂ方向（水平方向）に配列して設けられる。
【００３５】
燃料電池１２の矢印Ｃ方向の下端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料ガスを排出するための燃料ガス出口連通孔３４ｂ、冷却媒体を排出するための冷却媒体出口連通孔３２ｂ、及び酸化剤ガスを排出するための酸化剤ガス出口連通孔３０ｂが、矢印Ｂ方向に配列して設けられる。
【００３６】
第２セパレータ１６の樹脂枠付き電解質膜・電極構造体１０に向かう面１６ａには、酸化剤ガス入口連通孔３０ａと酸化剤ガス出口連通孔３０ｂとに連通する酸化剤ガス流路３６が設けられる。酸化剤ガス流路３６の入口側（上端側）には、樹脂枠部材２４の面２４ｓ２の上端縁部に設けられた入口バッファ部２８ｃが当接するバッファ領域３８ａが実質的に平坦状に設けられる。このバッファ領域３８ａの上部側一端には、酸化剤ガス入口連通孔３０ａから複数本の入口連結路４０ａが連結される。
【００３７】
酸化剤ガス流路３６の出口側（下端側）には、樹脂枠部材２４の面２４ｓ２の下端縁部に設けられた出口バッファ部２８ｄが接触するバッファ領域３８ｂが、実質的に平坦状に設けられる。このバッファ領域３８ｂの下部側一端には、酸化剤ガス出口連通孔３０ｂから複数本の出口連結路４０ｂが連結される。
【００３８】
図５に示すように、第１セパレータ１４の樹脂枠付き電解質膜・電極構造体１０に向かう面１４ａには、燃料ガス流路４２が矢印Ｃ方向に延在して設けられる。燃料ガス流路４２の入口側（上端側）には、樹脂枠部材２４の面２４ｓ１の上端縁部に設けられた入口バッファ部２８ａに接触するバッファ領域４４ａが、実質的に平坦状に設けられる。バッファ領域４４ａの上部側一端には、燃料ガス入口連通孔３４ａから複数本の入口連結路４６ａが連結される。
【００３９】
燃料ガス流路４２の出口側（下端側）には、樹脂枠部材２４の面２４ｓ１の下端縁部に設けられた出口バッファ部２８ｂが当接するバッファ領域４４ｂが、実質的に平坦状に設けられる。バッファ領域４４ｂの下部側一端には、燃料ガス出口連通孔３４ｂから複数本の出口連結路４６ｂが連結される。第１セパレータ１４の面１４ｂと第２セパレータ１６の面１６ｂとの間には、冷却媒体入口連通孔３２ａと冷却媒体出口連通孔３２ｂとに連通する冷却媒体流路４８が形成される。
【００４０】
図１及び図２に示すように、第１セパレータ１４の面１４ａ、１４ｂには、この第１セパレータ１４の外周端部を周回して、第１シール部材５０が一体化される。第２セパレータ１６の面１６ａ、１６ｂには、この第２セパレータ１６の外周端部を周回して、第２シール部材５２が一体化される。
【００４１】
図２に示すように、第１シール部材５０は、第２シール部材５２に当接する凸状シール５０ａを有する一方、前記第２シール部材５２は、樹脂枠付き電解質膜・電極構造体１０を構成する樹脂枠部材２４に当接する凸状シール５２ａを有する。第１シール部材５０及び第２シール部材５２は、セパレータ面に沿って平面状に延在する平面シールを有する。
【００４２】
第１シール部材５０及び第２シール部材５２には、例えば、ＥＰＤＭ、ＮＢＲ、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ブチルゴム、天然ゴム、スチレンゴム、クロロプレーン又はアクリルゴム等のシール材、クッション材、あるいはパッキン材等の弾性を有するシール部材が用いられる。
【００４３】
このように構成される燃料電池１２の動作について、本実施形態に係る樹脂枠付き電解質膜・電極構造体１０との関連で、以下に説明する。
【００４４】
先ず、図１に示すように、酸化剤ガス入口連通孔３０ａに酸素含有ガス等の酸化剤ガスが供給されるとともに、燃料ガス入口連通孔３４ａに水素含有ガス等の燃料ガスが供給される。さらに、冷却媒体入口連通孔３２ａに純水やエチレングリコール、オイル等の冷却媒体が供給される。
【００４５】
このため、酸化剤ガスは、酸化剤ガス入口連通孔３０ａから第２セパレータ１６の酸化剤ガス流路３６に導入され、矢印Ｃ方向に移動して電解質膜・電極構造体１０ａのカソード電極２２に供給される。一方、燃料ガスは、燃料ガス入口連通孔３４ａから第１セパレータ１４の燃料ガス流路４２に導入される。燃料ガスは、燃料ガス流路４２に沿って矢印Ｃ方向に移動し、電解質膜・電極構造体１０ａのアノード電極２０に供給される。
【００４６】
従って、各電解質膜・電極構造体１０ａでは、カソード電極２２に供給される酸化剤ガスと、アノード電極２０に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費されて発電が行われる。
【００４７】
次いで、カソード電極２２に供給されて消費された酸化剤ガスは、酸化剤ガス出口連通孔３０ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。同様に、アノード電極２０に供給されて消費された燃料ガスは、燃料ガス出口連通孔３４ｂに沿って矢印Ａ方向に排出される。
【００４８】
また、冷却媒体入口連通孔３２ａに供給された冷却媒体は、第１セパレータ１４と第２セパレータ１６との間の冷却媒体流路４８に導入された後、矢印Ｃ方向に流通する。この冷却媒体は、電解質膜・電極構造体１０ａを冷却した後、冷却媒体出口連通孔３２ｂから排出される。
【００４９】
この場合、本実施形態では、図２及び図３に示すように、樹脂枠部材２４の内周凸部２６ｂ１は、電解質膜・電極構造体１０ａのガス拡散層２２ｂから外方に突出する電極触媒層２２ａの全周に亘って当接している。このため、固体高分子電解質膜１８の端部（外周）側に酸化剤ガス（空気中の酸素）が拡散することを良好に抑制することが可能になり、前記固体高分子電解質膜１８の端部（外周）側に劣化反応が発生することを有効に抑制することができる。従って、簡単な構成で、段差ＭＥＡを構成する固体高分子電解質膜１８の端部劣化を可及的に抑制することが可能になるという効果が得られる。
【００５０】
しかも、内周凸部２６ｂ１は、電極触媒層２２ａに接触する幅寸法（重なり部の幅）Ｌが、０．２ｍｍ以上に設定されている。図６には、重なり部の幅Ｌと膜劣化との関係が示されている。ここで、図６の縦軸は、固体高分子電解質膜１８の両側にアノード電極２０及びカソード電極２２を設けた場合の前記固体高分子電解質膜１８の劣化量（膜厚さの減少量）に対して前記カソード電極２２の端部の膜劣化比率を表している。これにより、電極触媒層２２ａ中の酸化剤ガスの拡散を考慮し、重なり部の幅Ｌが０．２ｍｍ以上に設定されることによって、固体高分子電解質膜１８の劣化が確実に抑制される。
【００５１】
さらに、樹脂枠部材２４の外周凸部２６ｂ２は、電解質膜・電極構造体１０ａのガス拡散層２０ｂの最外周部に固体高分子電解質膜１８を介装して当接している。このため、樹脂枠付き電解質膜・電極構造体１０全体を確実に保持することができる。
【００５２】
さらにまた、凹部２６ａは、外周凸部２６ｂ２側に接着剤２５が充填されない空間部２６ａｓを有している。従って、接着剤２５は、経済的に使用することができるとともに、外周凸部２６ｂ２に不要に付着したり、外部にはみ出したりすることがない。
【００５３】
また、樹脂枠部材２４の内周端部２４ａｅとガス拡散層２２ｂの外周端部２２ｂｅとの間には、隙間が形成されている。この隙間には、内側膨出部２４ａの厚さ方向に対して７０μｍ以上の厚さｔ２に設定された接着剤２５の層が形成されている。これにより、固体高分子電解質膜１８の寸法変化による膜皺の発生を抑制するとともに、膜乾燥による反力を確実に受けることができ、樹脂枠付き電解質膜・電極構造体１０全体の変形を良好に抑制することが可能になる。
【符号の説明】
【００５４】
１０…樹脂枠付き電解質膜・電極構造体      １０ａ…電解質膜・電極構造体
１２…燃料電池                            １４、１６…セパレータ
１８…固体高分子電解質膜                  ２０…アノード電極
２０ａ、２２ａ…電極触媒層                ２０ｂ、２２ｂ…ガス拡散層
２２…カソード電極                        ２２ａｅ、２２ｂｅ…外周端部
２４…樹脂枠部材                          ２４ａ…内側膨出部
２５…接着剤                              ２６ａ…凹部
２６ａｓ…空間部                          ２６ｂ１…内周凸部
２６ｂ２…外周凸部                        ２８ａ、２８ｃ…入口バッファ部
２８ｂ、２８ｄ…出口バッファ部            ３０ａ…酸化剤ガス入口連通孔
３０ｂ…酸化剤ガス出口連通孔              ３２ａ…冷却媒体入口連通孔
３２ｂ…冷却媒体出口連通孔                ３４ａ…燃料ガス入口連通孔
３４ｂ…燃料ガス出口連通孔                ３６…酸化剤ガス流路
４２…燃料ガス流路                        ４８…冷却媒体流路
５０、５２…シール部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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