(57)【要約】  本発明は、特に燃料電池のガスケット（５２）に関するものであり、バイポーラプレートの額縁（５０）と対応した形状を有し、反応ガス拡散域に対応した開口部（６６）を有している。本発明は、また燃料電池セルに関するものであり、アノード反応とカソード反応が行われる活性域７４と額縁７５を有する膜電極接合体７０が、本発明のガスケットが装着された２枚のバイポーラプレートに挟まれている。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池セルのバイポーラプレート（２２）に用いられるガスケット（５２）であり、バイポーラプレートの額縁（５０）と対応した形状の膜で、バイポーラプレート（２２）中央の反応ガス拡散域に対応した開口部（６６）を有することを特徴とするガスケット。
【請求項２】
燃料電池が組立てられたとき、膜電極接合体（７０）のアノード反応とカソード反応が行われる活性域（７４）のアノード拡散域（７１ａ）またはカソード拡散域（７３ａ）の少なくとも一部と、バイポーラプレートの中央域（４６）を保持する凹枠（６８）を中央開口部内縁（６７）に有し、同時に、燃料電池が組立てられるとき、膜電極接合体（７０）の額縁（７５）を、過度な変形を伴わずに載せられる前面（７６）を有することを特徴とする請求項１に記載のガスケット。
【請求項３】
バイポーラプレートと接触する面（５３）には、バイポーラプレート（２２）の中央域を囲んで形成された突起周縁（４７）に対応して凹溝（６９）が形成され、燃料電池が組立てられるとき、前記凹溝（６９）に前記突起周縁（４７）が嵌め込まれることを特徴とする請求項１または２に記載のガスケット。
【請求項４】
バイポーラプレートと接触する面（５３）には、少なくとも冷却水入口窓（２３）、酸化ガス入口窓（３３）、燃料ガス入口窓（４０）および／または、冷却水出口窓（２７）、酸化ガス出口窓（３５）、燃料ガス出口窓（４１）としてバイポーラプレートにある窓（３３、３５、４０、４１、２３、２４、２７、２８）のそれぞれを囲んで形成された突起周縁（３３ａ、３５ａ、４０ａ、４１ａ、２３ａ、２４ａ、２７ａ、２８ａ）に対応した凹溝（６９）を有することを特徴とする請求項３に記載のガスケット。
【請求項５】
ガスケットが、補強されたまたは補強されていない、および／または加圧成型したまたは加圧成型していないポリエーテルエーテルアセトン、ポリテトラフルオロエチレン、ヴィトン、シリコーンであることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載のガスケット。
【請求項６】
ガスケットは、凹溝（６９）が、バイポーラプレート（２２）の突起周縁（４７、３３ａ、３５ａ、４０ａ、４１ａ、２３ａ、２４ａ、２７ａ、２８ａ）と一致するようにモールド成型または押出し成型されることを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載のガスケット。
【請求項７】
アノード反応とカソード反応の場となる活性域（７４）と額縁（７５）を有する膜電極接合体（７０）が、請求項１乃至５いずれか１項に記載のガスケットが装着された２枚のバイポーラプレートに挟まれてなることを特徴とする燃料電池セル。
【請求項８】
膜電極接合体（７０）のアノード拡散域（７１ａ）またはカソード拡散域（７３ａ）が、バイポーラプレートの反応ガス拡散中央域の上に置かれ、少なくともその一部がガスケット（５２）にある凹枠（６８）に載り、かつ、膜電極接合体（７０）の額縁（７５）がガスケットの前面（７６）で保持されて、燃料電池を組立ておよび締めるときに過度な変形が起きないように膜電極接合体（７０）とガスケット（５２）が配列されることを特徴とする請求項７に記載の燃料電池セル。
【請求項９】
膜電極接合体（７０）の額縁（７５）は、バイポーラプレートにある窓（３３，３５，４０，４１、２３、２４，２７，２８）とガスケットにある開口部（６１、５７、６０、５６、６２、６３、５８、５９）のそれぞれに対応した開口部（７７）を有し、燃料電池が組立てられたとき、額縁の開口部（７７）、ガスケットにある開口部（６１、５７、６０、５６、６２、６３、５８、５９）およびバイポーラプレートにある窓（３３，３５，４０，４１、２３、２４，２７，２８）が一致してガスケット（５２）の前面（７６）で保持されることを特徴とする請求項８に記載の燃料電池セル。
【請求項１０】
ガスケット（５２）は、バイポーラプレート（２２）上に、取り外し可能に置く、貼り付ける、または鋳造で上乗せする、ことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の燃料電池セル。
【請求項１１】
少なくとも請求項７乃至１０のいずれか１項記載のセルを有することを特徴とする燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、特に燃料電池のガスケットに関するものである。
この発明は、また、そのガスケットを用いたバイポーラプレートを有する燃料電池セルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、水素などの燃料ガスと、酸素や空気など酸素含有ガスの酸化ガスからの化学エネルギーを電気エネルギーに変える電気装置であり、その反応生成物は熱の発生と電気の生成に伴う水だけである。
燃料電池の内部、電極で起きる反応の全化学式は、次のようになる。
Ｈ２＋１／２Ｏ２→Ｈ２Ｏ
燃料電池は、例えばコンピュータ、携帯電話などあらゆる装置に電気エネルギーを供給するに使用されるが、同様に、自動車の動力及び／または自動車にある電気装置の電源にも使用できる。
【０００３】
燃料電池は、１つまたは複数のセルで構成される。
図１は、従来の燃料電池セルを示している。セル１は、２つの多孔性のカソード電極３とアノード電極４に挟まれてプロトン透過性の電解質膜２があり、２つの電極３、４間でプロトンの移動ができる。
このため、電解質膜２は、厚さが２０〜２００μｍのプロトン交換性のポリマー膜であり、このような燃料電池は、ＰＥＭＦＣタイプ燃料電池〔プロトン交換膜燃料電池（Ｐｒｏｔｏｎ  Ｅｘｃｈａｎｇｅ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｆｕｅｌ  Ｃｅｌｌ）〕である。
【０００４】
電解質膜２と２つの電極３、４をまとめて膜電極接合体（ＡＭＥ）５を形成し、第１バイポーラプレート６と第２バイポーラプレート７に挟まれて、電極への燃料ガスと酸化ガスの拡散、および冷却水の循環といった流体を流すことができるようになっている。
【０００５】
通常使用されるバイポーラプレート６、７は、グラファイト、ポリマー含浸グラファイト、機械加工にまたは鋳造で形成されたグラファイト薄板のようなカーボン材料など耐腐食性、導電性の良質材料で製作される。
バイポーラプレート６、７は、また、チタン、アルミニウム、鉄をベースにした合金類、例えばステンレス、のような金属材料で実施できる。この場合、薄板をプレス加工またはスタンピングでバイポーラプレートの形状にする。
【０００６】
酸化ガス、燃料ガスおよび冷却水を燃料電池全てのセルに流すために、第２バイポーラプレート７には、６つの貫通孔７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆがあり、そのうちの３つの貫通孔７ａ、７ｂ、７ｃは、第２バイポーラプレート７の上縁８に等間隔で並び、他の３つの貫通孔７ｄ、７ｅ、７ｆは、第２バイポーラプレート７の下縁９の対称の位置に等間隔で並んでいる。第１バイポーラプレート６は、第２バイポーラプレート７と同じ位置に貫通孔をもつが、図１では、上の３つの貫通孔６ａ、６ｂ、６ｃと、下の１つ貫通孔６ｄしか見えていない。
燃料電池が組立てられたときに燃料電池を構成する全てのセルに流体を循環させるために、第１バイポーラプレート６の貫通孔６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、６ｆと、第２バイポーラプレート７の貫通孔７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆは直線にならなければならない
貫通孔７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、および記載されていない貫通孔それぞれは、バイポーラプレート６、７の表面、またはバイポーラプレート６、７の内部に冷却水、燃料ガス、酸化ガスを供給、回収する通路または循環路となり、以下に詳細に述べる。
【０００７】
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線での断面図である。カソード電極３とアノード電極４はそれぞれ、カソード反応とアノード反応の場となる活性域１０、１１と、活性域１０、１１とバイポーラプレート７、６の間に挟まれて位置する拡散域１２、１３を有している。この拡散域１２、１３は、紙や炭素織布の基材でよい。
拡散域１２、１３は、バイポーラプレート７、６に形成された溝でなるそれぞれの流路１４、１５を流れてきた水素や酸素などの反応ガスを均一に拡散させる。
【０００８】
このようにして、アノード電極４の活性域１１は、水素が拡散域１３を経て供給され、活性域１１で起きる反応は、次のようになる。
Ｈ２→２ｅ−＋２Ｈ＋      （１）
同様にして、カソード電極３の活性域１０は、酸素が拡散域１３を経て供給され、活性域１０で起きる反応は、次のようになる。
１／２Ｏ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−→Ｈ２Ｏ （２）
これらの反応は、アノード電極４の活性域１１からカソード電極３の活性域１０にプロトン移動ができるプロトン透過性の電解質膜２の存在で可能となる。
【０００９】
用いたガスの性状と、それにより起きる電気化学反応の面から、燃料電池にシールを行うことは、設計上非常に重要である。
図３は、従来の燃料電池セルを示しており、バイポーラプレート７、６のそれぞれと、電気化学反応の場である活性域１９、活性域１９を囲む膜電極接合体枠１８で構成される膜電極接合体５の間に環状のガスケット１６，１７が挿入されて、シールがなされている。
【００１０】
この図に示されているセル１のアノード部を見ると、燃料電池セルが組立てられるとき、バイポーラプレート６において反応ガス拡散流路１５を取り囲むように形成された周辺溝２０に、ガスケット１７が嵌め込まれる。
この組立て操作で、膜電極接合体枠１８は、バイポーラプレート６の全周囲で支持されて、相当するガスケット１７を押え付け、これによりアノード部と燃料電池の外側との間のシールができる。
【００１１】
セル１のカソード部においても同様の方法で、バイポーラプレート７には、バイポーラプレート７の酸化ガスの拡散流路を囲む周辺溝があり、その周辺溝にガスケット１６が嵌め込まれるが、この図には視角の関係上見えるように描かれていない。バイポーラプレート７の周辺溝２１と拡散流路１４’は、参考に示されているもので、セル１と隣合うセルのアノード部になることは理解できる。
【００１２】
周辺溝２０とカソード部のバイポーラプレートにある相当する周辺溝は、丸い形状であってよく、この場合、用いられるガスケット１６は、Ｏ−リングとなる。
従来のものでは、ガスケット１６、１７は、平面ガスケットあるいはシルクスクリーン印刷接面ガスケットであることができ、セル、特にバイポーラプレート６、７のこの部分は、それに合う形状にする。
ガスケットは、組立て前にバイポーラプレート上の置くのでなく、膜電極接合体５の上に置くこともできるが、この場合も、セルの部分は、それに合う形状にする。
図３に示した従来技術の装置では、特に周辺溝２０中でガスケット１６、１７が押しつぶされることから、シールは最適なやり方で行われない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
このような状況から、本発明は、特に上記不都合をなくすガスケットを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
そこで、本発明のガスケット５２は、バイポーラプレートの額縁５０と対応した形状の膜で、バイポーラプレート２２中央の反応ガス拡散域に対応した開口部６６を有していることに特徴がある。
【００１５】
好ましくは、このセルガスケットは、燃料電池が組立てられたとき、膜電極接合体７０のアノード反応とカソード反応が進む活性域７４のアノード拡散域７１ａまたはカソード拡散域７３ａの少なくとも一部を保持し、バイポーラプレートの中央域４６を保持する凹枠６８を中央開口部内縁６７に有し、同時に、燃料電池が組立てられるとき、膜電極接合体７０の額縁７５を、過度な変形を伴わずに載せられる前面（７６）を有している。
【００１６】
さらに好ましくは、バイポーラプレートと接触する面５３には、バイポーラプレート２２の中央域を囲んで形成された突起周縁４７に対応して凹溝６９が形成され、燃料電池が組立てられるとき、凹溝６９に突起周縁４７が嵌め込まれる。
【００１７】
さらに、バイポーラプレートと接触する面５３には、少なくとも冷却水入口窓２３、酸化ガス入口窓３３、燃料ガス入口窓４０および／または、冷却水出口窓２７、酸化ガス出口窓３５、燃料ガス出口窓４１としてバイポーラプレートにある窓３３、３５、４０、４１、２３、２４、２７、２８のそれぞれを囲んで形成された突起周縁３３ａ、３５ａ、４０ａ、４１ａ、２３ａ、２４ａ、２７ａ、２８ａに対応した凹溝６９をもつことができる。
【００１８】
ガスケットは、好ましくは補強されたまたは補強されていない、および／または加圧成型したまたは加圧成型していないポリエーテルエーテルアセトン、ポリテトラフルオロエチレン、ヴィトン、シリコーンで作られる。
【００１９】
さらに有利には、ガスケットは、凹溝６９が、バイポーラプレート２２の突起周縁４７、３３ａ、３５ａ、４０ａ、４１ａ、２３ａ、２４ａ、２７ａ、２８ａと一致するようにモールド成型または押出し成型される。
【００２０】
本発明は、また燃料電池セルに関するものであり、特にアノード反応とカソード反応の場となる活性域７４と額縁７５を有する膜電極接合体７０が、上述したガスケットが装着された２枚のバイポーラプレートに挟まれている。
【００２１】
好ましくは、膜電極接合体７０のアノード拡散域７１ａまたはカソード拡散域７３ａが、バイポーラプレートの反応ガス拡散中央域の上に置かれ、少なくともその一部がガスケット５２にある凹枠６８に載り、かつ、膜電極接合体７０の額縁７５がガスケットの前面７６で保持されて、燃料電池を組立ておよび締めるときに過度な変形が起きないように膜電極接合体７０とガスケット５２が配列される。
【００２２】
さらに、膜電極接合体７０の額縁７５は、バイポーラプレートにある窓３３，３５，４０，４１、２３、２４，２７，２８とガスケットにある開口部６１、５７、６０、５６、６２、６３、５８、５９のそれぞれに対応した開口部７７を有し、燃料電池が組立てられたとき、額縁の開口部７７、ガスケットにある開口部６１、５７、６０、５６、６２、６３、５８、５９およびバイポーラプレートにある窓３３，３５，４０，４１、２３、２４，２７，２８が一致してガスケット５２の前面７６で保持される。
【００２３】
ガスケット５２は、好ましくは、バイポーラプレート２２上に、取り外し可能に置く、貼り付ける、または鋳造で上乗せして設置される。
【００２４】
最後に、本発明は燃料電池に関するもので、上述したセルをもっているものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
添付した図面を参照して以下に述べる本発明の詳細な説明で、本発明は容易に理解でき、他の目的、利点、特徴も明らかなろう。しかし、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではない。
【００２６】
図４を参照すると、本発明のバイポーラプレート２２は長方形である。
バイポーラプレート２２は、バイポーラプレート２２の第１縦側縁３１に沿って、外周に長く延びた冷却水入口窓２３がある。そして、冷却水入口窓２３から２つの冷却水導入流路２５、２６が、バイポーラプレート２２内に形成され、長方形の中央面４６の周辺まで延び、バイポーラプレート２２に貫通している。
導入流路２５，２６は、冷却水入口窓２３からバイポーラプレート２２へ冷却水を導入し、導入された冷却水は、中央面４６でバイポーラプレート２２の厚みの中にある循環流路２５ａ、２６ａを流れる。
【００２７】
バイポーラプレート２２は、相対する第２縦側縁３２に沿って、冷却水出口窓２７があり、バイポーラプレート２２内、長方形の中央面４６の周辺から冷却水出口窓２７まで延びる２つの冷却水集合流路２９，３０が形成されて、冷却水循環流路２５ａ、２６ａを流れてきた冷却水を集合させている。
【００２８】
燃料電池を組立てるとき、セルにある全ての冷却水入口窓２３と冷却水出口窓２７は、互いに重なって冷却水の入口流路と出口流路となり、冷却水の流路を形成することとなる。
【００２９】
また、バイポーラプレート２２は、第１横側縁３４の半分に、バイポーラプレート２２の外周に延びた酸化ガス入口窓３３と、酸化ガス入口窓３３のほぼ対角の位置で第２横側縁３６の半分に、バイポーラプレート２２の外周に延びた酸化ガス出口窓３４がある。
酸化ガス導入流路３７は、バイポーラプレート２２内に形成され、酸化ガス入口窓３３から長方形の中央面４６に延びている。これにより、酸化ガスは、酸化ガス導入流路３７から酸化ガス拡散流路３７ａまで流れていく。酸化ガス拡散流路３７ａは、バイポーラプレート２２の長方形の中央面４６に形成され、上方に開放されていて、酸化ガスが、この図には記載されていないが、後述するように長方形の中央面４６で、バイポーラプレートに支持された膜電極接合体のカソード電極に拡散していく。
【００３０】
酸化ガス集合流路３９は、バイポーラプレート２２内に形成され、酸化ガス出口窓３５から、長方形中央面４６に延びて、これにより、酸化ガスは、酸化ガス拡散流路３７ａから酸化ガス集合流路３９を通り酸化ガス出口窓３５に流れていく。
燃料電池を組立てるとき、燃料電池を構成するセルにある全ての酸化ガス入口窓３３と酸化ガス出口窓３５を重ね合わせると、酸化ガスの入口流路と出口流路を含む酸化ガスの流路を作ることとなる。
【００３１】
同様の方法で、バイポーラプレート２２は、第２横側縁３４の第２半分に延びる燃料ガス入口窓４０と、第２横側縁３６の半分で燃料ガス入口窓４０に対して対角の位置に燃料ガス出口窓４１がある。
同様に、バイポーラプレート２２は、燃料ガス導入流路４２と燃料ガス集合流路４３があり、それぞれ燃料ガス入口窓４０、燃料ガス出口窓４１から長方形の中央面４６に延びている。
このようにして、燃料ガスは、燃料ガス入口窓４０から、バイポーラプレート２２内に形成された燃料ガス拡散流路４２ａを通って燃料ガス出口窓４１に流れる。燃料ガス拡散流路４２ａは、下方に開放されていて、燃料ガスが、この図には記載されていないが、後述するようにバイポーラプレートに支持された膜電極接合体のアノード電極に拡散できるようになっている。
燃料電池を組立てるとき、燃料電池を構成するセルにある全ての燃料ガス入口窓４０と燃料ガス出口窓４１を重ね合わせると、燃料ガスの入口流路と出口流路を含む燃料ガスの流路を作ることになる。
【００３２】
酸化ガス入口と出口は、反対の配列はでもよく、例えば、酸化ガス入口３３と出口３５、同様に燃料ガスの入口窓４０と出口４１窓は、それぞれ向き合い、対角になくともよいことは、容易にわかる。
【００３３】
図４を参照すると、バイポーラプレート２２には、冷却水入口窓２３、酸化ガス入口窓３３、燃料ガス入口窓４０、冷却水出口窓２７、酸化ガス出口窓３５、燃料ガス出口窓４１およびバイポーラプレート２２の長方形中央面４６を取り囲んで、バイポーラプレート２２の全ての縁に突起周縁４７がある。
この突起周縁は、燃料電池の内部と外部の間をシールするものである。
【００３４】
さらに、冷却水入口窓２３、酸化ガス入口窓３３、燃料ガス入口窓４０、冷却水出口窓２７、酸化ガス出口窓３５、燃料ガス出口窓４１は、それぞれ突起周縁２３ａ、３３ａ、４０ａ、２７ａ、３５ａ、４１ａを有し、後述するように、燃料電池を組立てるとき、これらがそれぞれの窓（２３、３３、４０、２７、３５、４１）をシールする。
【００３５】
冷却水入口２３と冷却水出口窓２７では、それぞれの突起周縁２３ａ、２７ａの最外縁は、バイポーラプレート２２の突起周縁４７と一緒になり、酸化ガス入口３３、燃料ガス入口窓４０、酸化ガス出口窓３５、燃料ガス出口窓４１では、バイポーラプレート２２の突起周縁４７は、突起周縁３３ａ、４０ａ、３５ａ、４１ａと一緒になりそれぞれの窓２３、３３、４０、３５、４１を囲んでいる。
【００３６】
バイポーラプレート２２の突起周縁４７、および冷却水入口２３、酸化ガス入口窓３３、燃料ガス入口窓４０、冷却水出口窓２７、酸化ガス出口窓３５、燃料ガス出口窓４１それぞれの突起周縁２３ａ、３３ａ、４０ａ、２７ａ、３５ａ、４１ａは、プレス加工またはスタンピングで形成でき、バイポーラプレート２２面とは真直ぐまたは斜めの壁４９で結ばれてバイポーラプレート２２面と平行な平面４８となっている。
【００３７】
図５を参照すると、本発明のガスケット５２は、上面５１が平坦で、バイポーラプレート２２の額縁５０の形をしている。
特に、ガスケット５２の外周５４は、長方形で、バイポーラプレート２２の長方形輪郭５５と一致している。
【００３８】
同様に、ガスケット５２は、バイポーラプレート２２にある冷却水入口窓２３、冷却水出口窓２７、酸化ガス入口窓３３、酸化ガス出口窓３５、燃料ガス入口窓４０、燃料ガス出口窓４１と一致した形をした６つの開口部５６、５７、５８、６０、６１、６２を有している。
ガスケット５２は、また、略長方形の中央開口部６６があり、この中央開口部６６は、バイポーラプレート２２の中央面４６とほぼ一致して、ガスケット５２をバイポーラプレート２２の上に置いたとき、少なくともバイポーラプレート２２の中央面４６にある酸化ガス分散流路３７ａは覆うことがないようにされている。
【００３９】
中央開口部内縁６７には、後述するように、燃料電池の組立てるとき膜電極接合体の拡散域を受入れる凹枠６８がある。
凹枠６８の幅は、ガスケット５２がバイポーラプレート２２上に置かれたとき、凹枠６８が、少なくとも冷却水導入流路２５，２６、酸化ガス導入流路３７、燃料ガス導入流路４２、および冷却水集合流路２９，３０、酸化ガス集合流路３９、燃料ガス集合流路４３のそれぞれの一部を覆い、冷却水入口窓２３、酸化ガス入口窓３３、燃料ガス入口窓４０、冷却水出口窓２７、酸化ガス出口窓３５、燃料ガス出口窓４１それぞれの突起周縁２３ａ、３３ａ、４０ａ、２７ａ、３５ａ、４１ａから、中央面４６の内縁までを覆うようなものである。
【００４０】
図６を参照すると、ガスケット５２の下面５３は、上面５１と同じ形状であるが、バイポーラプレート２２の突起周縁４７、突起周縁２３ａ、３３ａ、４０ａ、２７ａ、３５ａ、４１ａ、冷却水導入流路２５，２６、酸化ガス導入流路３７、燃料ガス導入流路４２、冷却水集合流路２９，３０、酸化ガス集合流路３９、燃料ガス集合流路４３、冷却水の集合部４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４４ｅ、４４ｆ、４４ｇ、４４ｈに対応した凹溝６９が形成されて、バイポーラプレート２２にある突起に嵌め込まれるようになる。
【００４１】
燃料電池が組立てられるとき、ガスケット５２は、バイポーラプレート２２上に置かれる、または貼り付けられる。
ガスケット５２は、前述したように、バイポーラプレート２２の突起と合う形状にモールド成型される。それ故、下面５３は、燃料電池を組立てるときバイポーラプレート２２の額縁５０に対し嵌め込まれる側になる。
【００４２】
図７を参照すると、燃料電池を組立てられるとき、従来技術の参照で述べたカソード電極７１、電解質膜７２、アノード電極７３、アノード拡散域７３ａ、カソード拡散域７１ａからなる活性帯７４と、電解質膜７２から延長された額縁７５とからなる膜電極接合体７０は、バイポーラプレート２２の上に保持される。
【００４３】
燃料電池を組立てると、カソード拡散域７１ａは、バイポーラプレート２２の長方形の中央面の全表面と、ガスケット５２の少なくとも凹枠６８の一部の上になる。
同様にして、膜電極接合体７０のカソード拡散域７１ａは、全体を凹枠６８で囲まれることになる。
【００４４】
図７に示すように、膜電極接合体７０の額縁７５は、ガスケット５２の上面５１の前面７６に保持される。これで、活性域７４と、冷却水入口窓２３、酸化ガス入口窓３３、燃料ガス入口窓４０、冷却水出口窓２７、酸化ガス出口窓３５、燃料ガス出口窓４１それぞれとの間がシールされる。
【００４５】
このように凹枠６８は、膜電極接合体７０の中央部分を保持すると同時に、活性域７４と膜電極接合体７０の額縁７５に、ガスケット５２を有するバイポーラプレート２２が組込まれることで、酸化ガスが酸化ガス拡散流路３７ａあるいはカソード電極７１からセル外へ漏れることを防ぐことになる。
【００４６】
膜電極接合体７０にある額縁７５が置かれる部分の高さを、額縁７５が変形することなくガスケット５２の前面７６に保持されるようにすることで、額縁７５が壊れる危険なく、活性域７４と燃料電池外部との間のシール性をよりよくすることができる。
当然、バイポーラプレートのアノード側にも、上述に対応したガスケットを有することになる。
【００４７】
この組立てのとき、ガスケット５２は、ネジ止め操作により弾性的に変形し、この変形が燃料電池の全構成物を製作上の許容範囲を補って、シール性を確保する強さに締めることができる。
それ故、積重ねによって生じる変形は、全く弾性的なものであり、他の素材には、柔軟性が必要なく、ガスケットが装着されるバイポーラプレートを新しくするような燃料電池の修理が可能になる利点がある。
また、バイポーラプレート２２の額縁７５は、プレス加工またはスタンピングで形成されるので、このバイポーラプレートをシールするに必要な平らな硬い面とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】従来技術の燃料電池セルの分解斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線での断面図である。
【図３】従来技術の燃料電池セルの分解斜視図である。
【図４】バイポーラプレートの平面図である。
【図５】本発明のガスケット上面の平面図である。
【図６】本発明のガスケット下面の平面図である。
【図７】本発明のガスケットを有し、膜電極接合体と組立てられたバイポーラプレート上部の断面図である。
【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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【国際調査報告】
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