(57)【要約】【課題】電解質膜電極接合体を均一な圧接により固定し、反応物の供給や生成物の排出を円滑に行わせることで、低コストで優れた電池特性が得られる構造を備えた燃料電池用単位セル及びそれを用いた燃料電池を提供する。【解決手段】電解質膜とその電解質膜を挟んでその両面に配置された一対の電極を有する電解質膜電極接合体と、その電解質膜電極接合体の両面にそれぞれ圧接された導電性線材と、その導電性線材を固定する枠状の支持体を有する燃料電池用単位セル。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質膜と該電解質膜を挟んでその両面に配置された一対の電極を有する電解質膜電極接合体と、該電解質膜電極接合体の両面にそれぞれ圧接された導電性線材と、該導電性線材を固定する枠状の支持体を有する燃料電池用単位セル。
【請求項２】
前記電解質膜電極接合体の一方の面に圧接された前記導電性線材と他方の面に圧接された前記導電性線材が、同一の支持体に固定されている請求項１に記載の燃料電池用単位セル。
【請求項３】
前記導電性線材は集電体として機能する請求項１又は２に記載の燃料電池用単位セル。
【請求項４】
電解質膜と該電解質膜を挟んでその両面に配置された一対の電極を有する電解質膜電極接合体と、
枠状の支持体と、
この枠状支持体の一方の面側に、その枠内領域を複数回跨ぐように配置され当該支持体に固定された第１導電性線材と、
この枠状支持体の、第１導電性線材が配置された面側と同じ面側に、第１導電性線材と交差し、枠状支持体の枠内領域を複数回跨ぐように配置され当該枠状支持体に固定された第２導電性線材とを有し、
前記電解質膜電極接合体は、その一方の面が第１導電性線材と圧接され、他方の面が第２導電性線材と圧接されて、第１導電性線材と第２導電性線材との間に固定されている燃料電池用単位セル。
【請求項５】
前記電解質膜電極接合体は、その電解質膜の周囲部全体が前記支持体と重なるように配置されている請求項４に記載の燃料電池用単位セル。
【請求項６】
電解質膜と該電解質膜を挟んでその両面に配置された一対の電極を有する電解質膜電極接合体と、
第１及び第２の枠状支持体と、
第１の枠状支持体の一方の面側に、その枠内領域を複数回跨ぐように配置され当該枠状支持体に固定された第１導電性線材と、
第２の枠状支持体の一方の面側に、その枠内領域を複数回跨ぐように配置され当該枠状支持体に固定された第２導電性線材とを有し、
前記電解質膜電極接合体が第１導電性線材と第２導電性線材との間に配置され、当該電解質膜電極接合体の一方の面が第１導電性線材と圧接し、他方の面が第２導電性線材と圧接するように、第１の枠状支持体と第２の枠状支持体が対向配置され固定されている燃料電池用単位セル。
【請求項７】
前記導電性線材は金属からなる請求項１〜６のいずれか一項に記載の燃料電池用単位セル。
【請求項８】
前記導電性線材は金めっきが施されている請求項７に記載の燃料電池用単位セル。
【請求項９】
前記電極へ燃料または酸素含有ガスを供給するための反応物収容部を有する請求項１〜８のいずれか一項に記載の燃料電池用単位セル。
【請求項１０】
前記枠状支持体の両側に、前記電極へ燃料または酸素含有ガスを供給するための反応物収容部材をそれぞれ有する請求項９に記載の燃料電池用単位セル。
【請求項１１】
前記電解質膜は固体高分子電解質膜である請求項１〜１０のいずれか一項に記載の燃料電池用単位セル。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の燃料電池用単位セルを構成要素として有する燃料電池。
【請求項１３】
電解質膜と該電解質膜を挟んでその両面に配置された一対の電極を一組の電解質膜電極接合体として有する複数の単位セルと、各単位セルの一対の電極にそれぞれ圧接された導電性線材と、該導電性線材を固定する支持体とを有し、
前記の複数の単位セルは、それぞれの電解質膜電極接合体が同一平面に位置するように配置され、
前記の導電性線材により、各単位セルの電解質膜電極接合体がその両側から挟まれ固定され、単位セル間の電気的接続がなされている燃料電池。
【請求項１４】
前記の導電性線材は集電体として機能する請求項１３に記載の燃料電池。
【請求項１５】
前記の複数の単位セルは電気的に直列に接続され、
隣接する二つの単位セルは、一方の単位セルの表面側の電極に圧接され且つ他方の単位セルの裏面側の電極に圧接された両単位セルに共通の導電性線材により電気的に接続されている請求項１３又は１４に記載の燃料電池。
【請求項１６】
前記の複数の単位セルは、第１の方向に二列に配列され、第１の方向に垂直な第２の方向と第１の方向との交互の順で隣接する二つの単位セルが接続され、当該二つの単位セルを接続する導電性線材の両端が支持体に固定されている請求項１５に記載の燃料電池。
【請求項１７】
前記の複数の単位セルは一枚の電解質膜を共有する請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の燃料電池。
【請求項１８】
隣接する二つの単位セル間の電解質膜上に補強部材を有し、
隣接する二つの単位セルを接続する導電性線材は、この補強部材を貫通経由して配置されている請求項１７に記載の燃料電池。
【請求項１９】
前記支持体は枠形状を有する請求項１３〜１８のいずれか一項に記載の燃料電池。
【請求項２０】
前記電極へ燃料または酸素含有ガスを供給するための反応物収容部を有し、当該反応物収容部の収容スペースを前記複数の単位セルの全てが共有する請求項１３〜１９のいずれか一項に記載の燃料電池。
【請求項２１】
前記導電性線材は金属からなる請求項１３〜２０のいずれか一項に記載の燃料電池。
【請求項２２】
前記導電性線材は金属繊維の寄り線からなる請求項１３〜２０のいずれか一項に記載の燃料電池。
【請求項２３】
前記導電性線材は金めっきが施されている請求項２１又は２２に記載の燃料電池。
【請求項２４】
前記電解質膜は固体高分子電解質膜である請求項１３〜２３のいずれか一項に記載の燃料電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用単位セルと、それを構成要素とする燃料電池に関するものであり、さらに詳しくは、固体高分子型燃料電池を構成する電解質膜電極接合体の固定構造、集電体の構造、及び単位セル間の接続構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、水の電気分解の逆の反応を利用して水素と酸素を反応させ、電流を取り出す発電装置である。従来の発電装置に比較して効率が高く、また発電による生成物が水であるため、省資源や環境保全等の観点から期待され、様々な技術開発がなされ、実用化されつつある。
【０００３】
燃料電池の基本的な構造は、水素イオンを通す電解質膜、電解質膜の両側に配置された燃料極と酸素極、電極から電気を取り出す集電体、電極への燃料や酸素（あるいは空気）の供給路を仕切るとともに単位セル間を電気的に接続するセパレータを有する。
【０００４】
燃料電池は、電解質の種類により、溶融炭酸塩型、固体酸化物型、リン酸型、固体高分子型などに分類される。これらの燃料電池の用途を決定する特性として作動温度があり、特に固体高分子型は、約８０℃という作動温度の低さのために注目され、モバイル機器等への適用が期待されている。
【０００５】
図８は、従来の固体高分子型燃料電池の単位セルの基本的な構造を示す斜視図である。図８において、１は固体高分子電解質膜、２は電極であり、これらの電極２は固体高分子電解質膜１を両面から挟んで接合され、電解質膜電極接合体（Membrane Electrode Assembly：以下、ＭＥＡと記す）３を構成する。各電極２は、触媒層、拡散層を積層したものであり、一方の電極に燃料（水素）、他方の電極に酸素（あるいは空気）を供給することにより、電気化学反応が起こり、電力が得られる。
【０００６】
図８中の符号９はセパレータを示し、ＭＥＡに接する側の全面に、溝１０が設けられている。これらのセパレータ９は、ＭＥＡを両側から挟み、圧力を加えて固定される。そして反応物（燃料、酸素）の電極表面への供給、生成物の排出、集電の機能を備えている。セパレータの材質としては、導電性が必要なため、グラファイトやステンレスが用いられている。
【０００７】
ＭＥＡ表面へ当接させるセパレータの凸部１１は、ＭＥＡを加圧する機能を有し、均一な加圧を行うために、溝１０の形状と併せて様々な形状が検討されている。
【０００８】
ＭＥＡとセパレータが接する界面で、ＭＥＡに過度の圧力が集中する部分が生じると、その部分への反応物の供給や、排出すべき生成物の拡散が妨げられるため、セパレータによるＭＥＡの加圧はできるだけ均一である必要がある。しかし、均一な加圧を得ようとするために、セパレータの構造を複雑化することは、製造コストを増加させる結果となる。よって、セパレータの構造を複雑にすることなく、均一な加圧が得られる構造が求められている。
【０００９】
特開２００２−３４３３７６号公報（特許文献１）には、スリットを設けた金属板を、金属の平板へ当接させた構造を有する燃料電池用のセパレータが開示されている。平板に溝加工を施すよりも、スリットの加工は容易であり、また切り込みによって熱応力への対策もなされている。しかしながら、前記の課題に対しては、十分に対処できるものではない。
【００１０】
ところで、上述の単位セルは、所望の出力に応じて複数接続され、スタック構造を形成することが一般的である。
【００１１】
図２０に積層型のスタック構造を示す。図中の１０１はセパレータ、１０２は電解質膜電極接合体(ＭＥＡ)、１０３は流路溝を示す。この積層型スタック構造に用いられるセパレータは、その一方の面には、隣接する一方の単位セルに燃料を供給するための燃料供給用溝が形成され、他方の面には、隣接する他方の単位セルに酸素（あるいは空気）を供給するための酸素供給用溝が形成されている。
【００１２】
このような積層型スタック構造では、セパレータが各単位セル間に必要であるため電池が大型化し、小型化・軽量化は困難である。
【００１３】
一方、携帯電話やノートパソコンといったモバイル機器への搭載用に、ＭＥＡを平面に配列して接続する平面型スタック構造が提案されている。この平面型スタック構造は、起電力をそれほど必要としないが、できるだけ薄いことが求められている用途において特に期待されている。
【００１４】
図１８に従来の平面型スタック構造を示す。図中の１０２はＭＥＡ、１１３はステンレスプレート電極、１１４は加圧板、１１５はネジ、１１６は支持板、１１７は絶縁性ボックスを示す。図に示すように、段差を設けたステンレスプレート電極１１３をその半部同士でＭＥＡ１０２を１枚ずつ挟み込みながら交互に重ねて、隣り合うＭＥＡを直列に接続している。そして、ステンレスプレート電極とこれに挟まれたＭＥＡは、絶縁性ボックス１０７上に設けられた支持板上に置かれ、その上に加圧板１１４を配置してネジ１１５により固定されている。ステンレスプレート電極１１３、加圧板１１４及び支持板１１６には、それぞれスリット状の貫通孔が設けられており、この貫通孔を介して反応物（燃料、酸素）がＭＥＡ表面に供給される。
【００１５】
平面型のスタック構造で重要な点は、ＭＥＡから集電するための集電用電極の形状、反応物（燃料、酸素）の供給、生成物（水、二酸化炭素）の排出、電気的接触部での電気抵抗、ＭＥＡの固定不良による電気的接続不良の防止が挙げられる。
【００１６】
従来の平面型スタック構造は、例えば、特開平２００２−５６８５５号公報（特許文献２）、特開平２００３−１７３８１３号公報（特許文献３）、特開平２００３−２０３６４７号公報（特許文献４）に開示されている。
【００１７】
従来の平面型スタック構造は、ＭＥＡと集電用電極との接触抵抗を低減するために、加圧板やネジ等の固定部材を用いてこれらを加圧接触させることが必要である。そのため、これらの固定部材が必要な分、体積や重量が大きくなり、小型化・軽量化の妨げになっている。また、配線基板技術を応用して単位セル同士を接続する技術では、放電電流が大きくなったときに、接続部分が細いために電気抵抗が高く、十分な電池特性が得られない場合がある。
【特許文献１】特開２００２−３４３３７６号公報
【特許文献２】特開平２００２−５６８５５号公報
【特許文献３】特開平２００３−１７３８１３号公報
【特許文献４】特開平２００３−２０３６４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の目的は、簡略な構造でありながら、ＭＥＡを均一な圧接により固定し、反応物の供給や生成物の排出を円滑に行わせることで、低コストで優れた電池特性が得られる構造を備えた燃料電池用単位セル及びそれを用いた燃料電池を提供することにある。
【００１９】
また本発明の他の目的は、小型化・軽量化が容易であり、優れた電池特性が得られる平面型スタック構造を備えた燃料電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、以下の（１）項〜（２４）項にそれぞれ記載した態様が含まれる。
【００２１】
（１）電解質膜と該電解質膜を挟んでその両面に配置された一対の電極を有する電解質膜電極接合体と、該電解質膜電極接合体の両面にそれぞれ圧接された導電性線材と、該導電性線材を固定する枠状の支持体を有する燃料電池用単位セル。
【００２２】
（２）前記電解質膜電極接合体の一方の面に圧接された前記導電性線材と他方の面に圧接された前記導電性線材が、同一の支持体に固定されている１項に記載の燃料電池用単位セル。
【００２３】
（３）前記導電性線材は集電体として機能する１項又は２項に記載の燃料電池用単位セル。
【００２４】
（４）電解質膜と該電解質膜を挟んでその両面に配置された一対の電極を有する電解質膜電極接合体と、
枠状の支持体と、
この枠状支持体の一方の面側に、その枠内領域を複数回跨ぐように配置され当該支持体に固定された第１導電性線材と、
この枠状支持体の、第１導電性線材が配置された面側と同じ面側に、第１導電性線材と交差し、枠状支持体の枠内領域を複数回跨ぐように配置され当該枠状支持体に固定された第２導電性線材とを有し、
前記電解質膜電極接合体は、その一方の面が第１導電性線材と圧接され、他方の面が第２導電性線材と圧接されて、第１導電性線材と第２導電性線材との間に固定されている燃料電池用単位セル。
【００２５】
（５）前記電解質膜電極接合体は、その電解質膜の周囲部全体が前記支持体と重なるように配置されている４項に記載の燃料電池用単位セル。
【００２６】
（６）電解質膜と該電解質膜を挟んでその両面に配置された一対の電極を有する電解質膜電極接合体と、
第１及び第２の枠状支持体と、
第１の枠状支持体の一方の面側に、その枠内領域を複数回跨ぐように配置され当該枠状支持体に固定された第１導電性線材と、
第２の枠状支持体の一方の面側に、その枠内領域を複数回跨ぐように配置され当該枠状支持体に固定された第２導電性線材とを有し、
前記電解質膜電極接合体が第１導電性線材と第２導電性線材との間に配置され、当該電解質膜電極接合体の一方の面が第１導電性線材と圧接し、他方の面が第２導電性線材と圧接するように、第１の枠状支持体と第２の枠状支持体が対向配置され固定されている燃料電池用単位セル。
【００２７】
（７）前記導電性線材は金属からなる１〜６項のいずれか一項に記載の燃料電池用単位セル。
【００２８】
（８）前記導電性線材は金めっきが施されている７項に記載の燃料電池用単位セル。
【００２９】
（９）前記電極へ燃料または酸素含有ガスを供給するための反応物収容部を有する１〜８項のいずれか一項に記載の燃料電池用単位セル。
【００３０】
（１０）前記枠状支持体の両側に、前記電極へ燃料または酸素含有ガスを供給するための反応物収容部材をそれぞれ有する９項に記載の燃料電池用単位セル。
【００３１】
（１１）前記電解質膜は固体高分子電解質膜である１〜１０項のいずれか一項に記載の燃料電池用単位セル。
【００３２】
（１２）１〜１１項のいずれか一項に記載の燃料電池用単位セルを構成要素として有する燃料電池。
【００３３】
（１３）電解質膜と該電解質膜を挟んでその両面に配置された一対の電極を一組の電解質膜電極接合体として有する複数の単位セルと、各単位セルの一対の電極にそれぞれ圧接された導電性線材と、該導電性線材を固定する支持体とを有し、
前記の複数の単位セルは、それぞれの電解質膜電極接合体が同一平面に位置するように配置され、
前記の導電性線材により、各単位セルの電解質膜電極接合体がその両側から挟まれ固定され、単位セル間の電気的接続がなされている燃料電池。
【００３４】
（１４）前記の導電性線材は集電体として機能する１３項に記載の燃料電池。
【００３５】
（１５）前記の複数の単位セルは電気的に直列に接続され、
隣接する二つの単位セルは、一方の単位セルの表面側の電極に圧接され且つ他方の単位セルの裏面側の電極に圧接された両単位セルに共通の導電性線材により電気的に接続されている１３項又は１４項に記載の燃料電池。
【００３６】
（１６）前記の複数の単位セルは、第１の方向に二列に配列され、第１の方向に垂直な第２の方向と第１の方向との交互の順で隣接する二つの単位セルが接続され、当該二つの単位セルを接続する導電性線材の両端が支持体に固定されている１５項に記載の燃料電池。
【００３７】
（１７）前記の複数の単位セルは一枚の電解質膜を共有する１３〜１６項のいずれか一項に記載の燃料電池。
【００３８】
（１８）隣接する二つの単位セル間の電解質膜上に補強部材を有し、
隣接する二つの単位セルを接続する導電性線材は、この補強部材を貫通経由して配置されている１７項に記載の燃料電池。
【００３９】
（１９）前記支持体は枠形状を有する１３〜１８項のいずれか一項に記載の燃料電池。
【００４０】
（２０）前記電極へ燃料または酸素含有ガスを供給するための反応物収容部を有し、当該反応物収容部の収容スペースを前記複数の単位セルの全てが共有する１３〜１９項のいずれか一項に記載の燃料電池。
【００４１】
（２１）前記導電性線材は金属からなる１３〜２０項のいずれか一項に記載の燃料電池。
【００４２】
（２２）前記導電性線材は金属繊維の寄り線からなる１３〜２０項のいずれか一項に記載の燃料電池。
【００４３】
（２３）前記導電性線材は金めっきが施されている２１項又は２２項に記載の燃料電池。
【００４４】
（２４）前記電解質膜は固体高分子電解質膜である１３〜２３項のいずれか一項に記載の燃料電池。
【発明の効果】
【００４５】
本発明による燃料電池用単位セルは、ＭＥＡが導電性線材の圧接により固定されている。この導電性線材は従来のセパレータの凸部に対応するが、ＭＥＡとは面接触しないため、ＭＥＡを加圧する面積が必要以上に大きくならない。また、ＭＥＡの圧接部に均等に圧力を加えることができる。このため、電極への反応物の供給と、電極からの生成物の排出が円滑かつ効率よく行われる。その結果、優れた特性を具備した燃料電池用単位セルと、これを構成要素とする燃料電池を得ることができる。
【００４６】
また本発明によれば、従来の複雑な加工を伴うセパレータを必要としないため、製造コストを低減することができる。また、導電性線材を集電体として用いることができるため、別途に集電体として機能する部材を設ける必要がなく、セル構造を簡略化することができる。さらに、導電性線材として金属を用いれば、高強度を確保できるとともに、めっきが容易であるため、表面に金めっき等の防蝕めっきを施すことにより、耐腐食性を高めることもできる。
【００４７】
また本発明によれば、導電性線材によりＭＥＡを締め付け固定し、その導電性線材により単位セル同士の接続を行うことができるため、平面型スタック構造の小型化・軽量化ができる。これにより、燃料電池のエネルギー密度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下、本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００４９】
図１は、本発明の実施の形態に係る固体高分子型燃料電池用単位セルの説明図である。図１（ａ）は斜視図、図１（ｂ）は部分平面図、図１（ｃ）は部分断面図である。図１（ａ）では、表示の都合上、導電性線材５の一部のみを示している。また、図２は、図１における支持体４への導電性線材５の固定構造の透視図である。図２は、固定部分の拡大図であり、支持体４を破線で示し、導電性線材５の固定状態を示している。これらの図において、符号１は固体高分子電解質膜、符号２は電極、符号３は固体高分子電解質膜の両面にそれぞれ電極が配置された電解質膜電極接合体(ＭＥＡ)、符号４は支持体、符号５は導電性線材を示す。
【００５０】
図１に示すように、支持体４は四角形の枠形状を有し、導電性線材５の外径よりも大きな径を有する貫通孔が支持体４の各辺に一定の間隔で設けられている。導電性線材５は、支持体の一辺の貫通孔に通された後に、この辺に対向する辺まで引き出され、この対抗する辺に設けられた貫通孔に通され、次いで図２に示すようにこの貫通孔に隣接する貫通孔に通された後に、当該辺に対向する元の辺まで引き出され、この元の辺に設けられた貫通孔に通されるという操作の繰り返しによって、対向する辺の間に一定間隔で張られる。導電性線材の支持体への固定端は、かしめ等の留め具により、ゆるみが生じないように固定することができる。
【００５１】
このようにして支持体に張られた導電性線材の上にＭＥＡ３を配置する。その際、燃料極側に供給される燃料と酸素極側に供給される酸素が漏れにより混合しないように、ＭＥＡ３の電解質膜１の周囲部全体が支持体と重なるように配置する（図１（ｂ）、図１（ｃ））。
【００５２】
次に、前述と同様にして、支持体４の他の一対の辺の間に、先に張られた導電性線材に対してＭＥＡ３を介して交差（図中では直交）するように導電性線材５を一定間隔で張る。
【００５３】
以上のようにして、ＭＥＡ３が、同一の支持体４の図１（ｂ）における縦方向に張られた導電性線材と横方向に張られた導電性線材の間に配置、固定されたＭＥＡ固定構造を得ることができる。この構成においては、１枚のＭＥＡについて、支持体４の必要数個数は１となる。このような構成によれば、導電性線材の張力を適宜設定することにより、導電性線材をＭＥＡに対して十分な圧力で圧接することができる。また、従来のような複雑な構造のセパレータを用いることなく、ＭＥＡの圧接部を均等に加圧することができる。さらに、単位セルを構成する部品数を低減することができる。
【００５４】
図３は、図１に示したＭＥＡ固定構造を備えた燃料電池用単位セルの構成例を示す斜視図である。図３において、符号３はＭＥＡ、符号４は支持体、符号５は導電性線材、符号６はシール材、符号７は反応物を電極へ供給するためのタンク、符号８は反応物の供給または生成物の排出を行うための供給排出口を示す。
【００５５】
図１に示したＭＥＡ固定構造の両面にそれぞれシール材６を介してタンク７が配置、固定され、そして、ＭＥＡ３の燃料極に接する導電性線材５と導通する端子と、酸素極に接する導電性線材５と導通する端子が設けられる。
【００５６】
燃料極側タンク７の一方の供給排出口８から水素が供給され、酸素極側タンク７の一方の供給排出口８から酸素（あるいは空気）が供給される。各電極反応により生成した生成物はそれぞれのタンクの他の供給排出口８から排出される。
【００５７】
このような燃料電池用単位セルを一つあるいは必要により複数個接続し、必要な部品を取り付けることで、固体高分子型燃料電池を得ることができる。
【００５８】
上記の例では、支持体として、その両面側が開放した枠状支持体を用いているが、枠状支持体の一方の面側が密閉され、他方の面側が開放された箱体を用いてもよい。この箱体の周囲の側面を構成する部分を支持部として利用できる。この場合、ＭＥＡと箱体の間に反応物を収容する収容スペースが形成され、上記のタンクとして機能させることができる。この支持体の開放した他方の面側には、上記の例と同様にタンクを設けることができる。
【００５９】
また、一方の電極に接する導電性線材および他方の電極に接する導電性線材は、上記の例のように、それぞれ連続した線材で形成することができる。あるいは、それぞれの導電性線材は、複数の線材で構成することもできる。この場合、支持体における線材の固定部分において互いに隣接する複数の導電性線材を電気的に一つに結合する導電性部材を設け、これを集電端子として利用することができる。
【００６０】
図４に、ＭＥＡ固定構造の他の実施の形態を示す。この例では、一対の別個の支持体４のそれぞれに導電性線材５が一定間隔で張られている。図中の符号３はＭＥＡ、符号４は支持体、符号５は導電性線材を示す。なお、導電性線材５は一部のみを示す。
【００６１】
この構造は、一対の支持体４を、導電性線材５が張られた側が対向するように重ね合わせ、その間にＭＥＡ３を配置し、たとえばボルト、ナットのような固定用部材を用いて固定する。これにより、導電性線材５がＭＥＡ３に圧接され、ＭＥＡが固定される。ここでは、導電性線材５を、支持体の一方向にのみに張った例を示したが、縦横両方向に導電性線材５を張って網目状にしてもよい。この構成によれば、従来のような複雑な構造のセパレータを用いることなく、ＭＥＡの圧接部を均等に加圧することができる。
【００６２】
このようなＭＥＡ固定構造は、図３を用いて説明した場合と同様にして、シール材、タンク、端子等を設けて燃料電池用単位セル、これを構成要素として有する燃料電池を得ることができる。
【００６３】
次に、本発明による平面型スタック構造について説明する。
【００６４】
本発明の平面型スタック構造の主な特徴の一つは、ＭＥＡと、ＭＥＡの両面にそれぞれ圧接され当該ＭＥＡを両面から挟んで固定する導電性線材を有する単位セルが、同一平面に複数配置され、その導電性線材により単位セル間の電気的接続が行われていることにある。
【００６５】
以下に、六つの単位セルを直列に接続した場合の実施形態を説明する。
【００６６】
まず、図１０に示すように、１枚の固体高分子電解質膜１０８に６組の電極１０９を形成したＭＥＡを用意する。このＭＥＡは、一対の電極とその間に介在する電解質膜からなる構成を一組とするＭＥＡ単位を６組有するものであり、一組のＭＥＡ単位で一つの単位セルが構成される。続いて、電解質膜の破損防止のために、図１１に示す補強プレート１１０を図１０に示すように配置し接着する。この補強プレート１１０は、支持体１０７とは別体であり、導電性線材を通すための貫通孔１１２が所定の間隔で設けられている。この補強プレートの厚さは、導電性線材をＭＥＡの電極と十分に接触させる観点から、電極よりも薄いことが好ましい。
【００６７】
次に、６組の電極を持つＭＥＡを支持体に導電性線材を用いて固定する。ＭＥＡを固定した状態を、図９、図１２〜１６に示す。図９は平面図、図１２は断面図、図１３は拡大部分断面図、図１４及び図１５は導電性線材の支持体への固定部付近の拡大部分断面図、図１６は補強プレート付近の拡大部分断面図である。図中の１０４は導電性線材、１０５は集電端子、１０６ａは燃料供給口、１０６ｂは排出口、１０７は支持体（絶縁性フレーム）、１０７ｂは分岐支持部、１０８は高分子固体電解質膜、１０９は電極、１１０は補強プレート、１１１は接着剤を示す。なお、図９では電解質膜１０８が省略されている。
【００６８】
支持体１０７としては、図９に示すように、６組みの電極を取り囲む絶縁性フレームを用いることができる。この支持体には、導電性線材を通すための貫通孔が所定の間隔（図中では一定間隔）で設けられている。また、図１４に示すように、導電性線材が電解質膜１０８の下方に配置される箇所においては、支持体にその導電性線材を収容できる溝を設けることが好ましい。これにより、電解質膜と支持体との接着をより良好に行うことができ、気密性を高めることができる。
【００６９】
支持体１０７は、図１２に示すように、一方の面側が密閉され、他方の面側が開放された箱体（ボックス）を用いることができる。この箱体の周囲の側面を構成する部分が主な支持部として利用される。この箱体とＭＥＡとで形成されるスペースを囲む部分は電極へ反応物（燃料または酸素）を供給するための反応物収容部を構成する。この箱体（支持体）には、例えば図９に示すように燃料供給口、排出口を設けることができる。この箱体の開放面側には、電極に反応物を供給するための反応物収容部として、一方の面側が開放された箱体を設置することがきる。この箱体には供給口および排出口を設けることができる。
【００７０】
また支持体は、その両面側が開放された形態をとってもよい。この場合、電極に反応物を供給するための反応物収容部として、一方の面側が開放された箱体を支持体に設置することができる。この反応物収容部は少なくとも支持体の燃料極側に設けることが好ましく、両側に設けてもよい。これらの箱体には供給口および排出口を設けることができる。
【００７１】
反応物収容部の収容スペースは、支持体に固定された単位セルの全てが共有し、効率的な反応物の供給および生成物の排出を行うことができる。
【００７２】
各単位セルは、図９に示すように、縦方向に二列に配列され、電気的に直列に接続される。この直列の接続は、互いに隣接する単位セルが導電性線材によって横方向、縦方向の縦横交互の順で接続される。その際、この直列接続における両端の単位セルにそれぞれ圧接される縦方向の導電性線材は、その両端が支持体１０７とその分岐支持部１０７ａに固定される。また、互いに隣接する二つの単位セルを接続する導電性線材は、その両端が支持体１０７（あるいは支持体１０７とその分岐支持部１０７ａ）に固定される。図中において、横方向の導電性線材の両端は枠状支持体１０７の縦方向の辺部にそれぞれ固定され、縦方向の導電性線材の両端は枠状支持体１０７の横方向の辺部と分岐支持部１０７ａにそれぞれ固定されている。なお、単位セルが６個を超える場合は、さらに分岐支持部が設けられ、互いに隣接する二つの単位セルを接続する導電性線材の一端が固定される。
【００７３】
導電性線材１０４は、かしめ等の留め具を用いることにより支持体１０７（あるいは分岐支持部１０７ａ）に固定することができる。
【００７４】
電解質膜１０８は、接着剤を用いることにより支持体１０７（あるいは分岐支持部１０７ａ）に固定することができる。電解質膜の固定において、燃料極側に供給される燃料と酸素極側に供給される酸素が漏れにより混合しないように、図４〜７に示すように電解質膜１０８の周囲部全体が支持体と重なるように配置することが好ましい。
【００７５】
次に、製造方法を示しながら、さらに本発明の電池構造を説明する。ここで、説明の便宜上、図９中の単位セルの位置（電極１０９の位置に相当）を上段左位置、上段右位置、中断左位置、中断右位置、下段左位置、下段右位置と呼ぶ。
【００７６】
まず、下段左位置の左側にある支持体の縦フレームに等間隔に設けられた貫通孔に、裏から表へ、かしめ等の留め具付きの導電性線材を１０本通し、それぞれフレーム表部に設けられた溝にはめ込む。これらの導電性線材が下段の横方向に張られる線材となる。
【００７７】
次に、下段左位置の上側、下側、左側の支持体フレーム上に接着剤を塗布し、そこにＭＥＡの下段左位置の電解質膜部分を貼り付ける。下段左位置では、横方向の導電性線材は電解質膜の裏側に位置する状態になる（図１４）。
【００７８】
次に、下段右位置の下側にある支持体の横フレームに等間隔に設けられた貫通孔に、裏から表へ、かしめ等の留め具付きの導電性線材を１０本通し、それぞれフレーム表部に設けられた溝にはめ込む。これらの導電性線材が下段右位置から中段右位置への縦方向に張られる線材となる。下段右位置では、縦方向の導電性線材が電解質膜の裏側に位置する状態になる。
【００７９】
次に、下段左位置で電解質膜の裏側に位置していた導電性線材を、下段の中央で電解質膜１０８と補強プレート１１０を通して表側へ出す（図１６）。続いて、下段右位置の下側と右側の支持体フレームに接着剤を塗布し、そこにＭＥＡの下段右位置の電解質部分を貼り付ける（図１４）。
【００８０】
次に、電解質膜と補強プレートを通して表に出した導電性線材を、下段右位置の右側にある支持体の縦フレームに等間隔に設けられた貫通孔に、表から裏へ通し、たわみがないように十分な張力で張り、かしめ等の留め具により固定し、さらに必要により接着剤を塗布する（図１５）。固定およびシール効果の観点から、補強プレート１１０の導電性線材の貫通部分にも接着剤を付与することが好ましい（図１６）。
【００８１】
以下、同様にして、下段右位置、中段右位置、中段左位置、上段左位置、上段右位置の順でＭＥＡ及び導電性線材を支持体に固定する。そして、ＭＥＡの固定および集電を目的として、下段左位置および上段右位置において、それぞれ縦方向の導電性線材を設ける。その際、例えば図９に示すような、支持体フレームに設けた貫通孔と対応する貫通孔１１２を有する集電端子１１０を用意し、かしめ等の留め具付きの導電性線材をこの集電体端子と支持体フレームの両貫通孔に通し、集電体端子１１０を支持体フレームと留め具との間に固定して、導電性線材と接触接続させることができる。
【００８２】
導電性線材とＭＥＡの各組みの電極との位置関係は、下段左位置、中段右位置および上段左位置では、縦方向に張った導電性線材がＭＥＡの表側の電極（例えば酸素極）に圧接され、横方向に張った導電性線材がＭＥＡの裏側の電極（例えば燃料極）に圧接される。下段右位置、中段左位置および上段右位置では、横方向に張った導電性線材がＭＥＡの表側の電極（例えば酸素極）に圧接され、縦方向に張った導電性線材がＭＥＡの裏側の電極（例えば燃料極）に圧接される。
【００８３】
上述の構成において、供給口１０６ａから燃料を供給して、各単位セルの燃料極（ＭＥＡの裏側の電極）に接触させ、生成物とともに排出口１０６ｂから排出させ、酸素極を大気中の空気と接触させて電池として動作させることができる。あるいは酸素極側（表面側）に反応物収容部を設けてその供給口から強制的に供給した酸素含有ガスと酸素極を接触させて電池として動作させることができる。
【００８４】
本発明における導電性線材は、その導電性や強度、ＭＥＡのサイズ等に応じて適宜選択することができるが、単線の場合、例えばその長径が１０〜１０００μｍの範囲のものを用いることができる。複数の細線からなる寄り線の場合は、例えばその細線の長径が１〜１００μｍの範囲のものを用いることができる。
【００８５】
本発明は、電解質として固体高分子電解質膜を用いた固体高分子型燃料電池に対して特に効果的であるが、電解質として炭酸塩を用いた溶融炭酸塩型燃料電池、固体酸化物を用いた固体酸化物型燃料電池、リン酸を用いたリン酸型燃料電池等の他のタイプの燃料電池にも適用することができる。
【００８６】
また、本発明は、燃料として水素の他、メタノール、天然ガス、ナフサなどの改質水素を用いる燃料電池、酸化剤として酸素の他、空気を用いる燃料電池に適用することができる。
【実施例】
【００８７】
以下、具体的な実施例を挙げて本発明についてさらに説明する。
【００８８】
（実施例１）
まず、電極の作製方法について説明する。ポリテトラフルオロエチレン（以下「ＰＴＦＥ」と記す）を分散させた液にケッチェンブラックを混合したスラリーを、カーボン繊維の不織布に塗布し、これを乾燥、焼成して拡散層を得た。ここで用いたカーボン繊維の不織布は基材として、ＰＴＦＥは撥水剤として機能するものである。
【００８９】
このようにして得た拡散層にＰｔＲｕ担持カーボン触媒とＮａｆｉｏｎ溶液（登録商標、デュポン社製、スルホン基を導入したフッ素化ポリオレフィン溶液）を混合したスラリーを塗布、乾燥することにより燃料極を得た。また、拡散層にＰｔ担持カーボン触媒とＮａｆｉｏｎ溶液を混合したスラリーを塗布、乾燥することにより酸素極を得た。固体高分子電解質膜としては、Ｎａｆｉｏｎ１１７（登録商標、デュポン社製、スルホン基を導入したフッ素化ポリオレフィン膜）を用いた。
【００９０】
これらの電極及び固体高分子電解質膜を積層して熱プレスを施し、ＭＥＡを得た。電極部の大きさは３５ｍｍ×３５ｍｍとし、固体電解質膜の大きさは４６ｍｍ×４６ｍｍとした。
【００９１】
本実施例の固体高分子型燃料電池では、メタノールと水との触媒層での直接反応を利用するダイレクトメタノール型燃料電池とし、加圧しないで燃料と酸素をそれぞれ供給する方法を用いた。
【００９２】
次に、前述の図１及び図２に示すようにＭＥＡを支持体に固定した。支持体４としては、ＰＥＥＫ（登録商標）樹脂（ビクトレックス社製）からなり、外側の寸法が５５ｍｍ×５５ｍｍ、内側の寸法が４０ｍｍ×４０ｍｍ、厚さが５ｍｍの四角形の枠状のものを用いた。この支持体の各辺には、導電性線材を通すために内径１ｍｍの貫通孔が一定間隔で設けてある。導電性線材には、外径が０.５ｍｍのステンレス線を用いた。固体電解質膜は、支持体との間に隙間ができないように固体電解質膜膜の外周部分と支持体とを重ね合わせ、燃料が酸素極に漏れないように固定した。支持体４としては、ポリアセタール（ＰＯＭ）製のものも使用することができる。
【００９３】
次に、前述の図３に示したように、支持体４に固定されたＭＥＡ３の両側にそれぞれシール材６を介してタンク７を取り付け、固体高分子型燃料電池用単位セルを得た。ＭＥＡが設けられている側とは反対の側の支持体表面に露出している導電性線材に端子を取り付けた。
【００９４】
本実施例においては、図３に示したように、縦方向に張った導電性線材と横方向に張った導電性線材を同一支持体の同一面側に固定した。そして、縦方向に張った導電性線材と横方向に張った導電性線材の間にＭＥＡを配置、固定した。これにより、部品数を低減することができるとともに、圧力をＭＥＡに効率よく加えることができる。
【００９５】
なお、本実施例では、シール材６としてスチレン−ブタジエン系の合成ゴムからなるシール材を用い、接着剤を併用して密封したが、タンクにゴム質の材料を用い、接合部にシール機能を持たせてもよい。
【００９６】
（実施例２）
導電性線材に金めっきを施した他は、実施例１と同様にして、固体高分子型燃料電池を作製した。
【００９７】
（実施例３）
ＭＥＡと導電性線材との間の接触抵抗を低減するために、導電性線材とＭＥＡとの間に金めっきを施したメッシュを介在させた他は、実施例２と同様にして、固体高分子型燃料電池を作製した。
【００９８】
（実施例４）
実施例３で用いた、金めっきを施したステンレスメッシュの替りに、黒鉛製のフェルトを、導電性線材とＭＥＡとの間に介在させた他は、実施例２と同様にして、固体高分子型燃料電池を作製した。
【００９９】
（実施例５）
前述の図４に示したように、導電性線材が張られた一対の支持体を用いてＭＥＡを固定した。導電性線材としては、実施例２と同様に、外径が０.５ｍｍで金めっきを施したステンレス線を用いた。支持体の導電性線材が張られた側が対向するように、一対の支持体でＭＥＡを挟み、ボルト及びナットを用いて支持体の４隅で固定した他は、実施例２と同様にして、固体高分子型燃料電池を作製した。
【０１００】
（比較例１）
図７に示す従来形状のステンレス製セパレータを用いた固体高分子型燃料電池セルを作製した。図７において、符号９はセパレータ、符号１０は溝、符号１１は凸部を示す。
【０１０１】
ＭＥＡは、実施例１と同じ構成のものを用い、その両面にそれぞれ凸部が接するようにセパレータを配置し固定した。燃料極側のセパレータの溝に燃料を供給し、酸素極側のセパレータの溝に酸素を供給して動作させた。
【０１０２】
（実施例１〜５、比較例１の放電特性の評価）
図５に、実施例１〜５と比較例１の放電特性を示す。また、表１に、実施例１〜５と比較例１の、電流密度が９０ｍＡ／ｃｍ2における電圧の測定結果を示す。
【０１０３】
【表１】
2004335449.tif 000003
【０１０４】
図５及び表１に示した結果によると、電流密度が９０ｍＡ／ｃｍ2における比較例１の電圧が１１０ｍＶであるのに対し、実施例１〜４は、すべてこの値を上回った。また、限界電流密度、即ち、電圧がほぼ０となる電流密度も、比較例１では１００ｍＡ／ｃｍ2程度であるが、実施例１〜４ではこの値を大きく超える値を示した。
【０１０５】
このような電流密度の高い範囲での特性の向上は、ＭＥＡの圧接に均等に十分な圧力が加えられた状態で、反応物、即ち、燃料と酸素が十分に供給され、生成物が速やかに排出されたことによると解される。一方、実施例５は比較例１とあまり差違の認められない特性を示す。実施例５で用いた図４に示す構造では、実施例１〜４で用いた図１に示す構造と比較して、ＭＥＡに対して十分な圧力を加えることができなかったためと解される。しかしながら、実施例５で用いた構造によれば、電池特性を確保しながら、従来のセパレータを用いない燃料電池を提供することができる。
【０１０６】
実施例２においては、導電性線材に金めっきを施すことで、導電性線材とＭＥＡとの間の接触抵抗が低減され、実施例１よりも優れた特性を発現した。また、実施例３及び実施例４においては、実施例２をさらに上回る特性が得られた。これは、導電性線材とＭＥＡとの間に、金めっきを施したメッシュや黒鉛製のフェルトを介在させることで、ＭＥＡと導電性線材が接しない部分を適度に加圧し、抵抗が低減した結果、集電効率が向上したためと解される。
【０１０７】
図６には、実施例１と実施例２における、２５ｍＡ／ｃｍ2で放電した際の、電圧の経時変化を示す図である。実施例１では長時間の使用によって電圧が低下しているのに対して、実施例２では電圧の低下が抑えられている。この結果から、導電性線材に金めっきを施すことにより導電性線材表面の腐蝕が防止され、長期間の使用による導電性線材とＭＥＡとの接触抵抗の増加が抑えられることがわかる。
【０１０８】
（実施例６）
まず、電極の作製方法について説明する。ポリテトラフルオロエチレン（以下「ＰＴＦＥ」と記す）を分散させた液にケッチェンブラックを混合したスラリーを、カーボン繊維の不織布（カーボンペーパー）に塗布し、これを乾燥、焼成して拡散層を得た。ここで用いたカーボン繊維の不織布は基材として、ＰＴＦＥは撥水剤として機能するものである。
【０１０９】
このようにして得た拡散層にＰｔＲｕ担持カーボン触媒とＮａｆｉｏｎ溶液（登録商標、デュポン社製、スルホン基を導入したフッ素化ポリオレフィン溶液）を混合したスラリーを塗布、乾燥することにより燃料極を得た。また、拡散層にＰｔ担持カーボン触媒とＮａｆｉｏｎ溶液を混合したスラリーを塗布、乾燥することにより酸素極を得た。固体高分子電解質膜としては、Ｎａｆｉｏｎ１１５（登録商標、デュポン社製、スルホン基を導入したフッ素化ポリオレフィン膜）を用いた。
【０１１０】
次に、図１０に示すように、一枚の電解質膜に６組の電極を一度の熱プレスにより接合した。電極のサイズは、４０ｍｍ×４０ｍｍとした。続いて、電解質膜の破損防止のために、図１１に示す補強プレート１１０を酸素極側のみに図１０に示すように配置し接着した。この補強プレートは電極よりも薄いものを用いた。
【０１１１】
導電性線材として、線径５００μｍのステンレス（ＳＵＳ３１６Ｌ）製ワイヤーを用い、前述の図９〜１７を用いて説明した方法に従って、固体高分子型燃料電池を得た。
【０１１２】
２Ｍメタノール水溶液を供給口１０６ａから供給し、排出口１０６ｂから排出させて、ポンプにより循環させ、酸素極を大気中の空気と接触させて、この燃料電池を動作させた。
【０１１３】
（実施例７）
導電性線材として、線径５００μｍの銅製ワイヤーに金メッキを施したものを用いた以外は、実施例６と同様にして燃料電池を作製し、動作させた。
【０１１４】
（実施例８）
導電性線材として、幅３ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの帯状のステンレス（ＳＵＳ３１６Ｌ）製ワイヤーを用い、一つの単位セルの片側に圧接する線材を１０本から６本に代えた以外は、実施例６と同様にして燃料電池を作製し、動作させた。
【０１１５】
（実施例９）
導電性線材として、幅３ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの帯状の銅製ワイヤーに金メッキを施したものを用いた以外は、実施例８と同様にして燃料電池を作製し、動作させた。
【０１１６】
（実施例１０）
導電性線材として、線径１２μｍのステンレス（ＳＵＳ３１６Ｌ）製細線からなる寄り線である線径１ｍｍの縫糸（日本精線（株）製）を用いた以外は、実施例１と同様にして燃料電池を作製し、動作させた。
【０１１７】
（実施例１１）
導電性線材として、線径１２μｍのステンレス（ＳＵＳ３１６Ｌ）製細線からなる寄り線である幅４ｍｍの帯状ワイヤー（日本精線（株）製）を用いた以外は、実施例８と同様にして燃料電池を作製し、動作させた。
【０１１８】
（比較例２）
前述の図１８を用いて説明した平面型スタック構造を有する燃料電池を作製した。実施例６と同様な電極および電解質膜からなるＭＥＡを６組作製して、これを直列に接続した。電解質膜は一組の電極に一枚、合計６枚用いた。この燃料電池を実施例１と同様にして動作させた。
【０１１９】
（比較例３）
前述の図２０を用いて説明した積層型スタック構造を有する燃料電池を作製した。実施例６と同様な電極および電解質膜からなるＭＥＡを６組作製して、これを直列に接続した。電解質膜は一組の電極に一枚、合計６枚用いた。
【０１２０】
（燃料電池の体積および重量）
表２に、実施例６、８、比較例２、３の燃料電池の体積および重量を示す。この比較から明らかなように、本発明によれば、従来の燃料電池と比較して小型化および軽量化された燃料電池を提供できることがわかる。平面型スタック構造を有する比較例２は、プレート電極とＭＥＡの電極との接触抵抗を低減するために外部から大きな圧力を均等に加えなければならない。そのため、比較例２の燃料電池は、加圧板１１４とそれを固定するためのネジ１１５が必要となり、その結果、体積および重量ともに大きくなっている。比較例３の燃料電池は、各単位セル間にセパレータが必要であるため、体積および重量ともに大きくなっている。
【０１２１】
【表２】
2004335449.tif 000004
【０１２２】
（燃料電池の出力特性）
図１９に、実施例６〜１１及び比較例２の燃料電池の出力特性を示す。実施例８は比較例２と同等の特性を示し、その他の実施例は比較例２より優れた特性を示した。実施例８及び比較例２では、それぞれ帯状のワイヤー及びプレート状電極を用いて集電しているために、ＭＥＡを被覆している面積が大きく、燃料や酸素の供給が阻害されていると考えられる。対して、実施例６、７、１０では、線径の小さい線材を用いているため、ＭＥＡの被覆面積が比較的小さく、燃料や酸素の拡散律速による出力低下が抑えられている。実施例１１では導電性線材として帯状のワイヤーを用いているが、細線を編んだ寄り線であるため、細線間を燃料や酸素が通過できるため、その柔軟性と相俟って出力低下が大きく抑えられている。
【０１２３】
実施例６と７、実施例８と９をそれぞれ比較すると、導電性線材に金メッキを施すことにより、接触抵抗を低減でき、出力特性を改善できることがわかる。
【０１２４】
実施例１０及び１１は、細線からなる寄り線であり、柔軟性に優れるため、ＭＥＡの電極との接触が良好であり、結果、高い出力特性が得られた。
【０１２５】
なお、以上の実施例では、メタノールを直接反応させるダイレクトメタノール型燃料電池の例を取り上げたが、水素ガスを燃料として用いる、固体高分子型燃料電池に適用しても同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明の燃料電池用単位セルの説明図。
【図２】支持体への導電性線材の固定構造を示す透視図。
【図３】本発明の燃料電池用単位セルの構成例を示す斜視図。
【図４】本発明の燃料電池用単位セルの他の構成例を示す斜視図。
【図５】実施例１〜５と比較例の放電特性をまとめて示した図。
【図６】実施例１と実施例２における、２５ｍＡ／ｃｍ2で放電した際の、電圧の経時変化を示す図。
【図７】比較例に用いたセパレータの斜視図。
【図８】従来の固体高分子型料電池の構造を示す斜視図。
【図９】本発明の燃料電池の構造を示す平面図。
【図１０】本発明の燃料電池に用いられる電解質膜電極接合体(ＭＥＡ)の平面図。
【図１１】本発明の燃料電池に用いられる補強プレートの部分平面図。
【図１２】本発明の燃料電池の構造を示す断面図。
【図１３】本発明の燃料電池の構造を示す拡大部分断面図。
【図１４】本発明の電池構造における、導電性線材の支持体への固定部付近の拡大部分断面図。
【図１５】本発明の電池構造における、導電性線材の支持体への固定部付近の拡大部分断面図。
【図１６】本発明に電池構造における、補強プレート付近の拡大部分断面図。
【図１７】本発明の燃料電池に用いられる集電端子の部分平面図。
【図１８】従来の燃料電池の平面型スタック構造の説明図。
【図１９】実施例および比較例の燃料電池の出力特性を示す図。
【図２０】従来の燃料電池の積層型スタック構造の説明図。
【符号の説明】
【０１２７】
１  固体高分子電解質膜
２  電極
３  電解質膜電極接合体(ＭＥＡ)
４  支持体
５  導電性線材
６  シール材
７  タンク
８  供給排出口
９  セパレータ
１０  溝
１１  凸部
１０１  セパレータ
１０２  ＭＥＡ
１０３  流路溝
１０４  導電性線材
１０５  集電端子
１０６ａ  燃料供給口
１０６ｂ  排出口
１０７  支持体（絶縁性フレーム）
１０７ａ  分岐支持部
１０８  高分子固体電解質膜
１０９  電極
１１０  補強プレート
１１１  接着剤
１１２  貫通孔
１１３  ステンレスプレート電極
１１４  加圧板
１１５  ネジ
１１６  支持板
１１７  絶縁性ボックス
【図１】
2004335449.tif 000005
【図２】
2004335449.tif 000006
【図３】
2004335449.tif 000007
【図４】
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【図５】
2004335449.tif 000009
【図６】
2004335449.tif 000010
【図７】
2004335449.tif 000011
【図８】
2004335449.tif 000012
【図９】
2004335449.tif 000013
【図１０】
2004335449.tif 000014
【図１１】
2004335449.tif 000015
【図１２】
2004335449.tif 000016
【図１３】
2004335449.tif 000017
【図１４】
2004335449.tif 000018
【図１５】
2004335449.tif 000019
【図１６】
2004335449.tif 000020
【図１７】
2004335449.tif 000021
【図１８】
2004335449.tif 000022
【図１９】
2004335449.tif 000023
【図２０】
2004335449.tif 000024