(57)【要約】【課題】  ガスケットを電解質膜側に射出成形により直接形成する場合における電池反応スペースの効率的な確保に好適な電解質膜／電極積層体を提供する。【解決手段】  固体高分子電解質膜４とその両側のガス拡散層（ＧＤＬ）６で構成した電解質膜／電極積層体２であり、固体高分子電解質４の反応領域４Ａの外周環状部分に両面から接合した支持枠７と、前記支持枠７上の内周側領域と固体高分子電解質膜４の反応領域４Ａとを覆って積層したガス拡散層６と、前記ガス拡散層６の外周側の支持枠７上に環状に成形したガスケット８と、を備えるようにした。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体高分子電解質膜とその両側のガス拡散層で構成した電解質膜／電極積層体であって、
前記固体高分子電解質の反応領域の外周環状部分に両面から接合した支持枠と、
前記支持枠上の内周側領域と固体高分子電解質膜の反応領域とを覆って積層したガス拡散層と、
前記ガス拡散層の外周側の支持枠上に環状に成形したガスケットと、を備えることを特徴とする電解質膜／電極積層体。
【請求項２】
前記ガスケットのガス拡散層に面する内周側は、セパレータと接する頂点部分と支持枠への接合部分との間で傾斜した斜面を備えることを特徴とする請求項１に記載の電解質膜／電極積層体。
【請求項３】
前記ガスケットは、支持枠へ接合している内周側がガス拡散層側へ延長され、ガス拡散層の外周端面まで若しくはガス拡散層の外周端面から支持枠に積層されている領域の上面までを覆う延長部分を一体に備えることを特徴とする請求項１に記載の電解質膜／電極積層体。
【請求項４】
前記ガス拡散層の支持枠と積層されている領域の上面を覆う延長部分は予め設定した所定の厚さに形成され、電解質膜／電極積層体のセパレータとの積層時にガス拡散層の支持枠に積層されている領域を反応領域のガス拡散層部分より大きく圧縮されるようにしたことを特徴とする請求項３に記載の電解質膜／電極積層体。
【請求項５】
固体高分子電解質の反応領域の外周環状部分に両面から支持枠を接合し、前記支持枠上の内周側領域と固体高分子電解質膜の反応領域とを覆ってガス拡散層を積層し、前記ガス拡散層の外周側の支持枠上に環状にガスケットを成形して、電解質膜／電極積層体を構成し、
前記電解質膜／電極積層体の両面に積層するセパレータの、前記電解質膜／電極積層体の支持枠上に積層されている領域のガス拡散層と接触する部位に、予め設定した所定の厚さの突条を設けたことを特徴とする燃料電池セル。
【請求項６】
固体高分子電解質の反応領域の外周環状部分に両面から支持枠を接合し、
前記支持枠に合せ面を接触させてガスケット成形型を型閉じして、支持枠と成形型との間に形成されるキャビティにガスケット材料を射出してガスケットを形成し、
前記ガスケットで囲まれる前記支持枠上の内周側領域と固体高分子電解質膜の反応領域とを覆ってガス拡散層を積層することを特徴とする電解質膜／電極積層体の製造方法。
【請求項７】
固体高分子電解質の反応領域の外周環状部分に両面から支持枠を接合し、
前記支持枠上の内周側領域と固体高分子電解質膜の反応領域とを覆ってガス拡散層を積層し、
前記ガス拡散層の外周側の支持枠に積層された環状領域およびその外周の支持枠に合せ面を接触させてガスケット成形型を型閉じして、支持枠およびガス拡散層と成形型との間に形成されるキャビティにガスケット材料を射出してガスケットを形成することを特徴とする電解質膜／電極積層体の製造方法。
【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の両側にガス拡散電極を積層して電解質膜／電極積層体とし、これを一対のセパレータで挟持した燃料電池セルおよび電解質膜／電極積層体並びにその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から固体高分子電解質膜の外周側のシール性を向上させ、外部へのガス流出を防止する電解質膜／電極積層体および燃料電池セルのシール構造が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
これは、固体高分子電解質膜とその両側のガス拡散電極で構成した電解質膜／電極積層体に関わり、前記ガス拡散電極の一方の外周に、額状のガスケットを一体的に設けて前記固体高分子電解質膜と同一サイズの平坦面を形成し、当該平坦面を前記固体高分子電解質膜に密着させて固体高分子電解質膜を覆い且つ支持可能に形成して、固体高分子電解質膜の折り曲りやたわみを防止して取り扱いの利便性を高めるようにしたものである。
【特許文献１】特開２００３−１７０９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例では、一方のガス拡散層の外周に枠状のガスケットを一体成形して固体高分子電解質膜を密着させる平坦面を形成するものであるため、ガスケットとガス拡散層とは隙間なく隣接しており、両者間には反応に寄与しない無駄なスペースが発生せずセル外形の小型化が可能であるが、ガス拡散層の外周へガスケットを一体成形する製造工程が複雑となる。
【０００５】
他方、ガスケットを電解質膜側に一体成形する場合には、ガスケット断面形状の溝を備える成形型により電解質膜を挟持し、電解質膜と成形型との間に得られたキャビティにガスケット構成材料を注入して成形する方法が採用されるが、ガスケットが形成される内周側と外周側の一定幅を成形型により挟む必要があり、この一定幅部分は電池反応に寄与しない無駄なスペースとなり、電池の小型化するための障害になる。
【０００６】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、ガスケットを電解質膜側に射出成形により直接形成する場合における電池反応スペースの効率的な確保に好適な燃料電池セルおよび電解質膜／電極積層体並びにその製造方法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】
【０００７】
本発明は、固体高分子電解質膜とその両側のガス拡散層で構成した電解質膜／電極積層体であって、前記固体高分子電解質の反応領域の外周環状部分に両面から接合した支持枠と、前記支持枠上の内周側領域と固体高分子電解質膜の反応領域とを覆って積層したガス拡散層と、前記ガス拡散層の外周側の支持枠上に環状に成形したガスケットと、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
したがって、本発明では、反応領域の外周に接合して電解質膜を補強する支持枠上に環状のガスケットを成形でき、ガスケットを基準に支持枠上の内周側領域と固体高分子電解質膜の反応領域とを覆ってガス拡散層を積層でき、電池反応領域のスペースを効率的に確保できると共に、ガス拡散層は補強部材である支持枠に周縁が密着して接合して、反応領域の電解質膜若しくは電極触媒のみに接合される場合に比較してその強度が補強され、内側に積層している反応領域の電解質膜および電極触媒を一層保護し且つ補強する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の燃料電池シール構造およびその製造方法を各実施形態に基づいて説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１〜図７は、本発明を適用した燃料電池シール構造およびその製造方法の第１実施形態を示し、図１は燃料電池セルの概略図、図２は電解質膜／電極積層体の平面図、図３はガスケットの製造方法を示す断面図、図４〜図７はガスケットの断面形状の各実施例を示す断面図である。
【００１１】
図１において、本実施形態の燃料電池セル１は、電解質膜４の両面に電極触媒５およびガス拡散層６（以下では、ＧＤＬと称する）が積層配置された電解質膜／電極積層体２と、この電解質膜／電極積層体２を挟持して、酸化剤極側に空気等の酸化剤ガスを供給流路３Ａを介して供給する一方、燃料極側に水素等の燃料ガスを供給流路３Ｂを介して供給する一対のセパレータ３と、を備える。
【００１２】
前記電解質膜／電極積層体２は、固体高分子電解質膜４と、固体高分子電解質膜４の周縁部に両面から密着させて貼付けられた、例えば、樹脂製からなる枠状の一対の支持枠７と、夫々の支持枠７で囲んだ電解質膜４表面（反応領域４Ａ）に接合して夫々配置した酸化剤用電極触媒５Ａおよび燃料用電極触媒５Ｂと、各電極触媒５を覆って各上面から接合させたＧＤＬ６と、を備える。
【００１３】
前記ＧＤＬ６は、各電極触媒５の全面を覆い、更に周縁側に延長され、夫々の支持枠７の内周側部分も同時に覆って各上面から接合されている。また、電解質膜／電極積層体２には、各ＧＤＬ６の外周縁に隣接させて各支持枠７上に突条に形成した環状配置のガスケット８を備えている。
【００１４】
前記支持枠７は、電解質膜４の周縁をその両面から挟むように密着して一体化するものであるため、電解質膜４を補強する補強機能を備え、支持枠７で補強された電解質膜４は、そのハンドリング過程でしわや破損が防止でき、取り扱いが容易となる。支持枠７は、電解質膜４の周縁に両面から接合される一対のものに限定されるものでなく、例えば、２重に重ねて配置するものであってもよく、多重にすることで、必要に応じて種々の特性を備えた樹脂を配置することができる。
【００１５】
前記支持枠７に用いられる樹脂は、特にその種類が限定されるものではないが、例えば、固体高分子電解質膜４として、Ｎａｆｉｏｎを始めとしたパーフルオロスルホン酸型高分子膜が用いられる場合には、含水状態で強酸性を示すことから、支持枠７の樹脂にも耐酸性が必要となる。また、６０〜１００℃前後の高温状態、ならびに、スチームに対する安定性も必要となる。
【００１６】
前記ガスケット８は、図２に示すように、ＧＤＬ６の外周を取囲んで環状に配置され、その一部は、酸化剤ガスおよび燃料ガスの入口マニホールドおよび出口マニホールドとして形成された各貫通孔９を取囲むように部分的にループ状をなしている。図示しないが、冷却水用の入口および出口マニホールドが形成される場合においては、それらのマニホールド用の貫通穴を取囲むようにループ状に形成される。
【００１７】
前記支持枠７のガスケット８より内側の部分および外側の部分は、ＧＤＬ６が積層される前段階であるガスケット８を成形する段階において、図３に示すように、ガスケット８の成形型１０が接触する領域となる。即ち、ガスケット８の成形型１０は、支持枠７の表面に接触させる合せ面１１を備え、この合せ面１１にガスケット８の断面形状をもつ溝１２を備え、この溝１２により前記合せ面１１は内周側合せ面１１Ａと外周側合せ面１１Ｂとに分離される。
【００１８】
前記成形型１０は、支持枠７の上下に配置されて、その対向する合せ面１１により支持枠７を挟んでセットされる。そして、ガスケット材料が支持枠７と成形型１０の溝１２で形成されるキャビティ内に射出される。ガスケット８が固化された段階で成形型１０が型開きされ、ガスケット８が形成された電解質膜・支持枠組立体を取出し、電解質膜４の反応領域４Ａに電極触媒５を接合させ、ＧＤＬ６が接合される。なお、電極触媒５の接合は、ガスケット８の成形前であっても、成形後であってもよい。
【００１９】
前記支持枠７のガスケット８より内側の部分および外側の部分の幅Ｗ１、Ｗ２は、前記ガスケット成形型１０の内外合せ面１１Ａ、１１Ｂの幅寸法に設定されており、成形型１０の合せ面１１を支持枠７に密着させてのガスケット成形時に、ガスケット材料が射出された成形型１０の溝１２からガスケット材料が漏れないための必要な寸法に設定される。幅Ｗ１は上述したＧＤＬ６が載る範囲であり、好ましくは成形型１０で押さえつける必要最小の寸法でよい。また、幅Ｗ２も大きすぎるとセルのサイズが増すため、必要最小限の寸法が望ましい。
【００２０】
前記ＧＤＬ６の周縁部分は、支持枠７の内周側部分に重ねられ、その外周縁は支持枠７上に成形されているガスケット８の内側に位置合せして、電極触媒５の上面および支持枠７の内周側部分に密着させて接合される。即ち、ＧＤＬ６は補強部材である支持枠７に周縁が密着して接合しているため、電極触媒５のみに接合される場合に比較して、その強度が補強され、内側に積層している反応領域４Ａの電解質膜４および電極触媒５を一層保護し且つ補強する。
【００２１】
前記ガスケット８の断面形状としては、図１および図４に示すように、底辺を支持枠７に接合させた三角形状にすることも、図５に示すように、先端部を円弧状とした突起で形成するようにしてもよい。また、図６に示すように、中央の突起が内外の突起より高くした山形に形成してもよい。また、図７に示すように、三角形状であるが、内側壁面が斜面に形成され且つ外側の壁面が支持枠７に対して直立させたものであってもよい。
【００２２】
ガスケット８の断面形状は、その内側に収容してＧＤＬ６が配置されるものであるため、ＧＤＬ６を位置決めし易い、図５に示す内周壁が切立った形状とすることが位置決め上では望ましい。また、図１や図４および図７に示すように、内周壁が斜面に形成されたものでは、ＧＤＬ６の組付時に斜面によりアライメントしながらＧＤＬ６を支持枠７の内周側部分に案内させて仮接合させることができ、組立時に若干ずれて仮接合されていても、本圧着の際に斜面に案内されて所定位置に戻る点で好ましい。いずれにしても、ＧＤＬ６のガスケット８のリップ上への乗り上げによるシール性低下を防止することができる形状が好ましい。
【００２３】
本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。
【００２４】
（ア）固体高分子電解質膜４とその両側のガス拡散層（ＧＤＬ）６で構成した電解質膜／電極積層体２であり、固体高分子電解質４の反応領域４Ａの外周環状部分に両面から接合した支持枠７と、前記支持枠７上の内周側領域と固体高分子電解質膜４の反応領域４Ａとを覆って積層したガス拡散層６と、前記ガス拡散層６の外周側の支持枠７上に環状に成形したガスケット８と、を備える。このため、反応領域４Ａの外周に接合して電解質膜４を補強する支持枠７上に環状のガスケット８を成形でき、ガスケット８を基準に支持枠７上の内周側領域と固体高分子電解質膜４の反応領域４Ａとを覆ってガス拡散層６を積層でき、電池反応領域４Ａのスペースを効率的に確保できると共に、ガス拡散層６は補強部材である支持枠７に周縁が密着して接合して、反応領域４Ａの電解質膜４若しくは電極触媒５のみに接合される場合に比較してその強度が補強され、内側に積層している反応領域４Ａの電解質膜４および電極触媒５を一層保護し且つ補強する。
【００２５】
（イ）ガスケット８のガス拡散層６に面する内周側は、セパレータ３と接する頂点部分と支持枠７への接合部分との間で傾斜した斜面を備えることにより、ガスケット８を形成後にＧＤＬ６を配置する際、ＧＤＬ６がガスケット８の上に載りあがったまま組立てられることを防止することができる。即ち、ＧＤＬ６が多少ガスケット８上に重なって置かれた場合でも、セル組立の際にＧＤＬ６がガスケット８の傾斜に沿ってガスケット８の内側に移動し易くなる。
【００２６】
（ウ）固体高分子電解質４の反応領域４Ａの外周環状部分に両面から支持枠７を接合し、前記支持枠７に合せ面１１を接触させてガスケット成形型１０を型閉じして、支持枠７と成形型１０との間に形成されるキャビティにガスケット材料を射出してガスケット８を形成し、前記ガスケット８で囲まれる前記支持枠７上の内周側領域と固体高分子電解質膜４の反応領域４Ａとを覆ってガス拡散層６を積層することにより、支持枠７上へのガスケット形成時にＧＤＬ６が存在しないため、成形型１０によるガスケット成形が容易とでき、しかも、ＧＤＬ６の積層時にはガスケット８がＧＤＬ６の位置決め機能を発揮して位置精度よくＧＤＬ６を積層できる。
【００２７】
（第２実施形態）
図８は、本発明を適用した燃料電池セルのシール構造の第２実施形態を示す燃料電池単セルの概略図である。本実施形態においては、支持枠上に積層されたＧＤＬの外周部分への反応ガスの流れ込みを抑制するようにした構成を第１実施形態に追加したものである。なお、第１実施形態と同一部材には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
【００２８】
図８において、本実施形態では、電解質膜／電極積層体２を両側から挟むセパレータ３には、第１実施形態と同様に夫々反応ガスを供給する供給流路３Ａ、３Ｂが配置され、電解質膜／電極積層体２から各セパレータ３に向けて突出させたガスケット８を収容する溝２０を形成している。
【００２９】
また、電解質膜／電極積層体２の支持枠７とＧＤＬ６とが積層されている領域（電解質膜の反応領域４Ａの外周領域）に対応するセパレータ３には、電解質膜／電極積層体２に向けて突出させた環状突起２１を設けている。前記環状突起２１は、電解質膜／電極積層体２とセパレータ３とを積層して燃料電池単セル１を構成する際に、電解質膜／電極積層体２の支持枠７と積層しているＧＤＬ６部分をＧＤＬ６厚み方向に圧縮する。この圧縮量、即ち、環状突起２１の高さは、ＧＤＬ６の圧縮可能量と気孔率、言い換えれば、ガス透過性とにより、予め実験等により設定することが望ましい。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００３０】
上記のように、ＧＤＬ６の外周部分を高い面圧をかけて圧縮すると、ＧＤＬ６の該当部分の気孔率を低下させることができ、電池反応に寄与しない領域である、この部分に拡散する反応ガスを減少させることができ、反応ガスの無駄を減少できる。前記環状突起２１の幅は、単セル１組立時のずれ等によって、環状突起２１によって圧縮されるＧＤＬ６部分が万一反応領域４Ａ側にずれたりする場合もあるため、ある程度の幅広に形成することが望ましい。
【００３１】
なお、前記環状突起２１は、セパレータ３に一体に形成しても、別体に形成して接合させてもよい。公知で知られた黒鉛粉と樹脂との複合材で形成されたセパレータや金属セパレータでは、プレス時に予め突起構造を持つように設計することができる。別体で形成する場合には、燃料電池作動環境下に耐えられる材料を選択すればよい。
【００３２】
また、上記実施形態では、セパレータ３に環状突起２１を設けるものについて説明しているが、図示しないが、セパレータ３に限られることなく、例えば、ＧＤＬ６の周縁部分に所定の厚みの環状部材を貼付けるものであってもよい。
【００３３】
本実施形態においては、第１実施形態における効果（ア）〜（ウ）に加えて以下に記載した効果を奏することができる。
【００３４】
（エ）固体高分子電解質膜４の反応領域４Ａの外周環状部分に両面から支持枠７を接合し、前記支持枠７上の内周側領域と固体高分子電解質膜４の反応領域４Ａとを覆ってガス拡散層６を積層し、前記ガス拡散層６の外周側の支持枠７上に環状にガスケット８を成形して、電解質膜／電極積層体２を構成し、前記電解質膜／電極積層体２の両面に積層するセパレータ３の、前記電解質膜／電極積層体２の支持枠７上に積層されている領域のガス拡散層６と接触する部位に、予め設定した所定の厚さの突条２１を設けたため、ＧＤＬ６の外周部分を突条２１により高い面圧をかけて圧縮でき、ＧＤＬ６の該当部分の気孔率を低下させて、電池反応に寄与しない領域であるこの部分に拡散する反応ガスを減少させることができ、反応ガスの無駄を減少できる。
【００３５】
（第３実施形態）
図９〜図１３は、本発明を適用した燃料電池セルのシール構造の第３実施形態を示し、図９および図１０は電解質膜／電極積層体の部分断面図、図１１および図１２はガスケットを成形前の電解質膜／電極積層体の断面図、図１３はガスケットの成形方法を説明する説明図である。本実施形態においては、第１実施形態のガスケットと第２実施形態における環状突起とを一体化させたものである。なお、第１、２実施形態と同一部材には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
【００３６】
本実施形態の電解質膜／電極積層体２では、図９に示すように、ガスケット８の内周部分がＧＤＬ６側に延長され（延長部分９Ａ）、ＧＤＬ６の端面部分を端面部材９Ｂで覆い、さらにＧＤＬ６の支持枠７上に接合している領域をも環状に環状部材９Ｃで覆って形成している。ＧＤＬ６の支持枠７への接合領域を覆っている環状部材９Ｃの厚みｈ１は、前記実施形態における環状突起２１と同様な寸法に設定している。
【００３７】
このため、電解質膜／電極積層体２とセパレータ３とを積層して燃料電池単セル１を構成する際に、電解質膜／電極積層体２の支持枠７と積層しているＧＤＬ６部分をＧＤＬ６厚み方向に圧縮する。この圧縮量ｈ１は、ＧＤＬ６の圧縮可能量と気孔率、言い換えれば、ガス透過性とにより、予め実験等により第２実施形態と同様に設定している。その他の構成は第１実施形態と同様である。
【００３８】
上記のように、ＧＤＬ６の外周部分を高い面圧をかけて圧縮すると、ＧＤＬ６の該当部分の気孔率を低下させることができ、電池反応に寄与しない領域である、この部分に拡散する反応ガスを減少させることができ、反応ガスの無駄を減少できる。
【００３９】
また、環状部材９Ｃは、ガスケット８と一体となって電解質膜／電極積層体２に形成されているため、単セル組立時においても、環状部材９Ｃによって圧縮されるＧＤＬ６部分が反応領域４Ａ側にずれたりすることが防止でき、また、ＧＤＬ６をその周縁部で保持するものであるため、ＧＤＬ６の電解質膜／電極積層体２に対するずれを確実に防止でき、且つＧＤＬ６の脱落防止にも寄与する。
【００４０】
しかも、ＧＤＬ６の外周縁の上面部分および端面部分を環状部材９Ｃおよび端面部材９Ｂで覆っているため、環状部材９Ｃがセパレータ３に接触されることにより反応ガスの一次シールを形成し、次いでガスケット８がセパレータ３に接触することにより二次シールを形成し、反応ガスの外部への漏れだしを確実に防止することができる。
【００４１】
なお、上記形態の電解質膜／電極積層体２では、燃料電池単セル１の組立時、ＧＤＬ６がセパレータ３によって圧縮される際に、その周縁領域と反応領域４Ａとで圧縮代が異なることとなるが、反応ガスの拡散領域としては特に問題となるものではない。このＧＤＬ６の圧縮代の相違をなくするためには、環状部材９Ｃが被さる環状領域の厚みを、予め、例えば、ｈ１だけ薄く形成し、その部分に環状部材９Ｃを被せるようにすれば、図１０に示すように、環状部材９Ｃの上面とＧＤＬ６の上面とが一様に面一に形成することができる。
【００４２】
上記電解質膜／電極積層体２は、下記の製造方法により形成することができる。即ち、先ず、電解質膜４の周縁部に一対の支持枠７を接合させて補強した後、電解質膜４の反応領域４Ａの両面に夫々必要な電極触媒５を接合し、この電極触媒５の全面と支持枠７の内周側部分とを覆ってＧＤＬ６を夫々接合して、図１１に示すように、ガスケット８が設けられていない電解質膜／電極接合体２を準備する。次いで、図１３に示すように、支持枠７に投影される領域の両面（図示例では、一方の成形型１５のみを画いている）からガスケット成形型１５を接触させて成形型１５と支持枠７およびＧＤＬ６周縁部分との間に形成される空間にガスケット材料を射出してガスケット８および延長部分９を成形することができる。
【００４３】
この成形型１５においては、支持枠７の外周側に接する外側合せ面１６Ｂと、ＧＤＬ６の支持枠７への積層部分における内周側に接する内側合せ面１６Ａとを備え、両合せ面１６間においては、ＧＤＬ６の上面および端面とは設定された寸法だけ間隔が空けられ、また支持枠７に対して所定間隔を空けた後、ガスケット形状に形成した成形面１７を備えるようにしている。
【００４４】
なお、ガスケット８を成形する前に、図１２に示すように、支持枠７が露出している部分を覆って、必要に応じて種々の特性を有する別の材料からなる樹脂等で二重に支持枠７を形成してもよい。
【００４５】
本実施形態においては、第１実施形態における効果（ア）〜（ウ）に加えて、以下に記載する効果を奏することができる。
【００４６】
（オ）ガスケット８は、支持枠７へ接合している内周側がガス拡散層６側へ延長され、ガス拡散層６の外周端面まで若しくはガス拡散層６の外周端面から支持枠７に積層されている領域の上面までを覆う延長部分９を一体に備えるようにすると、反応領域４Ａの電解質膜４上に配置される触媒層５を支持枠７の内周領域にも積層されたガス拡散層６により押え、このガス拡散層６をガスケット８により支持枠７に接合させ、これらが組上がったアッセンブリ状態に成形することができ、効率よく燃料電池セル１並びに燃料電池スタックを製造することが可能である。
【００４７】
（カ）ガス拡散層６の支持枠７と積層されている領域の上面を覆う延長部分９は予め設定した所定の厚さに形成され、電解質膜／電極積層体２のセパレータ３との積層時にガス拡散層６の支持枠７に積層されている領域を反応領域４Ａのガス拡散層６部分より大きく圧縮されるようにすると、ＧＤＬ６の該当部分の気孔率を低下させることができ、電池反応に寄与しない領域である、この部分に拡散する反応ガスを減少させることができ、反応ガスの無駄を減少できる。また、ＧＤＬ６の外周縁の上面部分および端面部分を覆うことになるため、延長部分９がセパレータ３に接触されることにより反応ガスの一次シールを形成し、次いでガスケット８がセパレータ３に接触することにより二次シールを形成し、反応ガスの外部への漏れだしを確実に防止することができる。
【００４８】
（キ）固体高分子電解質膜４の反応領域４Ａの外周環状部分に両面から支持枠７を接合し、前記支持枠７上の内周側領域と固体高分子電解質膜４の反応領域４Ａとを覆ってガス拡散層６を積層し、前記ガス拡散層６の外周側の支持枠７に積層された環状領域およびその外周の支持枠７に合せ面１６を接触させてガスケット成形型１５を型閉じして、支持枠７およびガス拡散層６と成形型１５との間に形成されるキャビティにガスケット材料を射出してガスケット８を形成することにより、これらが組上がったアッセンブリ状態に成形することができ効率よく電解質膜／電極積層体２を製造することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態を示す燃料電池セルの概略図。
【図２】同じく電解質膜／電極積層体の平面図。
【図３】ガスケットの製造方法を示す断面図。
【図４】ガスケットの断面形状の実施例１を示す断面図。
【図５】ガスケットの断面形状の実施例２を示す断面図。
【図６】ガスケットの断面形状の実施例３を示す断面図。
【図７】ガスケットの断面形状の実施例４を示す断面図。
【図８】本発明の第２実施形態を示す燃料電池セルの概略図。
【図９】本発明の第３実施形態を示す電解質膜／電極積層体の部分断面図。
【図１０】第３実施形態の電解質膜／電極積層体の第２実施例の部分断面図。
【図１１】ガスケットを成形前の電解質膜／電極積層体の断面図。
【図１２】ガスケットを成形前の第２の実施例の電解質膜／電極積層体の断面図。
【図１３】ガスケットの成形方法を説明する説明図。
【符号の説明】
【００５０】
１  燃料電池セル
２  電解質膜／電極積層体
３  セパレータ
４  電解質膜
４Ａ  反応領域
５  電極触媒、触媒層
６  ガス拡散層、ＧＤＬ
７  支持枠
８  ガスケット
９  貫通孔
１０  成形型
１１  合せ面
１２  溝
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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