(57)【要約】【課題】簡単且つ経済的な構成及び工程で、固体高分子電解質膜の損傷を可及的に阻止し、良好な発電性能を確保することを可能にする。【解決手段】電解質膜・電極構造体１０は、固体高分子電解質膜１８を挟持するアノード電極２０及びカソード電極２２を備えるとともに、前記アノード電極２０は、前記カソード電極２２よりも小さな平面寸法に設定される。固体高分子電解質膜１８には、アノード電極２０の外方に突出する外周面１８ａｅに補強フィルム２４が設けられる。補強フィルム２４は、額縁形状を有するとともに、アノード電極２０に対向する内周部分に、固体高分子電解質膜１８から離間する方向に折り返す折り返し部２４ｅが設けられる。【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両面に電極が配設されるとともに、前記固体高分子電解質膜は、少なくとも一方の電極よりも大きな平面寸法を有し、前記一方の電極の外周に額縁状の補強フィルムが設けられる電解質膜・電極構造体であって、
前記補強フィルムは、前記一方の電極に対向する内周部分に、前記固体高分子電解質膜から離間する方向に折り返す折り返し部が設けられることを特徴とする電解質膜・電極構造体。
【請求項２】
請求項１記載の電解質膜・電極構造体において、前記補強フィルムの前記内周部分には、折り返し用の切り込み部位が設けられることを特徴とする電解質膜・電極構造体。
【請求項３】
請求項１又は２記載の電解質膜・電極構造体において、前記一方の電極が他方の電極よりも小さな平面寸法を有し、
前記補強フィルムは、前記一方の電極側にのみ設けられることを特徴とする電解質膜・電極構造体。
【請求項４】
固体高分子電解質膜の両面に電極が配設されるとともに、前記固体高分子電解質膜は、少なくとも一方の電極よりも大きな平面寸法を有し、前記一方の電極の外周に額縁状の補強フィルムが設けられる電解質膜・電極構造体の製造方法であって、
前記固体高分子電解質膜の両面に前記電極を設ける工程と、
前記補強フィルムの前記一方の電極に対向する内周部分に、前記固体高分子電解質膜から離間する方向に折り返して折り返し部を設ける工程と、
前記固体高分子電解質膜の前記一方の電極側に、前記補強フィルムを接合する工程と、
を有することを特徴とする電解質膜・電極構造体の製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の製造方法において、前記補強フィルムの前記内周部分には、折り返し用の切り込み部位が設けられることを特徴とする電解質膜・電極構造体の製造方法。
【請求項６】
請求項４又は５記載の製造方法において、前記電解質膜・電極構造体は、前記一方の電極が他方の電極よりも小さな平面寸法を有する段差電解質膜・電極構造体であり、
前記補強フィルムは、前記一方の電極側にのみ設けられることを特徴とする電解質膜・電極構造体の製造方法。
【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面に電極を配設した電解質膜・電極構造体及びその製造方法に関する。
【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）とガス拡散層（多孔質カーボン）とからなるアノード電極及びカソード電極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。通常、この燃料電池を所定数だけ積層した燃料電池スタックが使用されている。
【０００３】
上記の電解質膜・電極構造体では、薄膜状の固体高分子電解質膜が使用されている。このため、固体高分子電解質膜に加わる反応ガスの差圧や機械的ストレスにより、前記固体高分子電解質膜が損傷することを阻止する必要がある。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１に開示されている固体高分子電解質型燃料電池が知られている。この燃料電池は、図１０に示すように、固体高分子からなる電解質膜１、電極となる触媒層２、前記触媒層２を囲うように形成されている枠状の保護フィルム３より構成される膜−電極接合体（ＭＥＡ）４を備えている。さらに、保護フィルム３と拡散層５とは、接着剤層７を介して接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３１９１５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記の特許文献１では、枠状の保護フィルム３の内周側（開口部側）角部３ｅが電解質膜１上に配置されている。このため、燃料電池が組み付けられる際、又は、運転時に前記燃料電池に荷重が付与される際、保護フィルム３の内周側角部３ｅが電解質膜１に押し込まれるおそれがある。従って、電解質膜１の厚さが減少する等のダメージが発生してしまい、前記電解質膜１の耐久性が低下するという問題がある。
【０００７】
本発明は、この種の問題を解決するものであり、簡単且つ経済的な構成及び工程で、固体高分子電解質膜の損傷を可及的に阻止し、良好な発電性能を確保することが可能な電解質膜・電極構造体及び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】
【０００８】
本発明は、固体高分子電解質膜の両面に電極が配設されるとともに、前記固体高分子電解質膜は、少なくとも一方の電極よりも大きな平面寸法を有し、前記一方の電極の外周に額縁状の補強フィルムが設けられる電解質膜・電極構造体及びその製造方法に関するものである。
【０００９】
この電解質膜・電極構造体では、補強フィルムは、一方の電極に対向する内周部分に、固体高分子電解質膜から離間する方向に折り返す折り返し部が設けられている。
【００１０】
また、この電解質膜・電極構造体では、補強フィルムの内周部分には、折り返し用の切り込み部位が設けられることが好ましい。
【００１１】
さらに、この電解質膜・電極構造体では、一方の電極が他方の電極よりも小さな平面寸法を有し、補強フィルムは、前記一方の電極側にのみ設けられることが好ましい。
【００１２】
さらにまた、この製造方法は、固体高分子電解質膜の両面に電極を設ける工程と、補強フィルムの一方の電極に対向する内周部分に、前記固体高分子電解質膜から離間する方向に折り返して折り返し部を設ける工程と、前記固体高分子電解質膜の前記一方の電極側に、補強フィルムを接合する工程とを有している。
【００１３】
また、この製造方法では、補強フィルムの内周部分には、折り返し用の切り込み部位が設けられることが好ましい。
【００１４】
さらに、この製造方法では、電解質膜・電極構造体は、一方の電極が他方の電極よりも小さな平面寸法を有する段差電解質膜・電極構造体であり、補強フィルムは、前記一方の電極側にのみ設けられることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、補強フィルムには、固体高分子電解質膜から離間する方向に折り返す折り返し部が設けられている。このため、補強フィルムの角部は、固体高分子電解質膜に直接接触することがなく、前記固体高分子電解質膜に押し込まれることを確実に抑制することができる。
【００１６】
これにより、補強フィルムの端部に折り返し部を設けるだけでよく、簡単且つ経済的な構成及び工程で、固体高分子電解質膜の損傷を可及的に阻止し、良好な発電性能を確保することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電解質膜・電極構造体が組み込まれる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】前記電解質膜・電極構造体を構成する補強フィルムの作製作業の説明図である。
【図４】前記補強フィルムに折り返し加工を施す折り返し装置の分解斜視説明図である。
【図５】前記折り返し装置の側面説明図である。
【図６】前記折り返し装置の動作説明図である。
【図７】折り返し加工が施されたフィルム部材の斜視説明図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る電解質膜・電極構造体が組み込まれる燃料電池の要部分解斜視説明図である。
【図９】前記燃料電池の、図８中、ＩＸ−ＩＸ線断面説明図である。
【図１０】特許文献１に開示された燃料電池の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る電解質膜・電極構造体１０は、燃料電池１２に組み込まれる。燃料電池１２は、矢印Ａ方向（例えば、水平方向）に複数積層されることにより、例えば、車載用燃料電池スタックが構成される。
【００１９】
燃料電池１２は、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、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。
【００２０】
図２に示すように、電解質膜・電極構造体１０は、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（一方の電極）２０及びカソード電極（他方の電極）２２とを備える。アノード電極２０は、カソード電極２２よりも小さな平面寸法（表面積）を有するとともに、固体高分子電解質膜１８には、前記アノード電極２０の外周から外部に露呈する額縁状の外周面１８ａｅに補強フィルム２４が配設される。
【００２１】
アノード電極２０は、固体高分子電解質膜１８の一方の面１８ａに当接し、且つ前記固体高分子電解質膜１８の外周面１８ａｅを額縁状に露呈させる第１電極触媒層２０ａ及び第１ガス拡散層２０ｂを設ける。カソード電極２２は、固体高分子電解質膜１８の他方の面１８ｂに当接する第２電極触媒層２２ａ及び第２ガス拡散層２２ｂを設ける。なお、第１電極触媒層２０ａ及び第２電極触媒層２２ａは、複数の層から構成してもよい。
【００２２】
第２ガス拡散層２２ｂの平面寸法は、第１ガス拡散層２０ｂの平面寸法よりも大きく設定されるとともに、前記第２ガス拡散層２２ｂは、第２電極触媒層２２ａの外周から突出して固体高分子電解質膜１８の他方の面１８ｂ全体を覆う。
【００２３】
第１ガス拡散層２０ｂは、第１電極触媒層２０ａの外周から突出するとともに、前記第１ガス拡散層２０ｂの端部から外方に露呈する固体高分子電解質膜１８の外周面１８ａｅには、補強フィルム２４が設けられる。補強フィルム２４は、例えば、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）フィルムにより構成され、厚さが１０μｍ〜２００μｍ程度に設定される。
【００２４】
補強フィルム２４は、その他、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド樹脂）、ＰＥＥＫ系（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＥＳ（ポリエーテルサルホン）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＶＤＦ（ポリビニリデンフルオライド）等により構成してもよい。また、ＡＢＳ（アクリロニトリル、ブタジエン、スチレンからなる熱可塑性樹脂）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）又はＰＰ（ポリプロピレン）を使用してもよく、あるいは、これらの混合物を使用してもよい。
【００２５】
補強フィルム２４は、額縁形状（枠形状）を有するとともに、アノード電極２０に対向する内周部分に、固体高分子電解質膜１８から離間する方向に折り返す折り返し部２４ｅが設けられる。補強フィルム２４は、接着剤２６により固体高分子電解質膜１８の外周面１８ａｅに接着されるとともに、折り返し部２４ｅには、必要に応じて接着剤２６が塗布される。折り返し部２４ｅは、例えば、１ｍｍ〜５ｍｍ程度の長さＳを有する。
【００２６】
折り返し部２４ｅの内周面は、第１ガス拡散層２０ｂの外周端部に当接するとともに、前記内周面には、Ｒ（湾曲面）が形成される。折り返し部２４ｅは、後述する切り込み部５０を内側にして折り返されている。なお、折り返し部２４ｅは、凹み部（図示せず）を外側（内周面）にして折り返されてもよい。
【００２７】
図１に示すように、燃料電池１２の矢印Ｂ方向（図１中、水平方向）の一端縁部には、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、水素含有ガスを排出するための燃料ガス出口連通孔３４ｂが、矢印Ｃ方向（鉛直方向）に配列して設けられる。
【００２８】
燃料電池１２の矢印Ｂ方向の他端縁部には、矢印Ａ方向に互いに連通して、燃料ガスを供給するための燃料ガス入口連通孔３４ａ、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Ｃ方向に配列して設けられる。
【００２９】
第２セパレータ１６の電解質膜・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。
【００３０】
第１セパレータ１４の電解質膜・電極構造体１０に向かう面１４ａには、燃料ガス入口連通孔３４ａと燃料ガス出口連通孔３４ｂとに連通する燃料ガス流路３８が形成される。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４０が形成される。
【００３１】
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４２が一体化されるとともに、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４４が一体化される。
【００３２】
図２に示すように、第１シール部材４２は、補強フィルム２４と第１セパレータ１４との間に介装される第１凸状シール４２ａと、前記第１セパレータ１４と第２セパレータ１６との間に介装される第２凸状シール４２ｂとを有する。第２シール部材４４は、平面シールを構成する。なお、第２凸状シール４２ｂに代えて、第２シール部材４４に第２凸状シール（図示せず）を設けてもよい。
【００３３】
第１及び第２シール部材４２、４４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。
【００３４】
図１に示すように、第１セパレータ１４には、燃料ガス入口連通孔３４ａを燃料ガス流路３８に連通する供給孔部４６と、前記燃料ガス流路３８を燃料ガス出口連通孔３４ｂに連通する排出孔部４８とが形成される。
【００３５】
次いで、電解質膜・電極構造体１０を製造する製造方法について、以下に説明する。
【００３６】
先ず、後述するように、一方のガス拡散層が他方のガス拡散層よりも平面寸法の大きな、所謂、段差ＭＥＡ１０ａが作製される。具体的には、触媒と溶媒との混合物にイオン導電性溶液を投入し、均一に混合した電極ペーストを、ＰＥＴフィルムからなるＰＥＴシートにスクリーン印刷により塗工した電極シートを形成し、前記電極シート間に固体高分子電解質膜１８を挟持してホットプレスを行う。
【００３７】
その後、ＰＥＴシートを剥がすことにより、固体高分子電解質膜１８の面１８ａ及び面１８ｂには、第１電極触媒層２０ａ及び第２電極触媒層２２ａが形成される。これにより、触媒付き電解質膜が形成される。
【００３８】
また、第１ガス拡散層２０ｂに対応する大サイズのカーボンペーパ（以下、大ＣＰともいう）と、第２ガス拡散層２２ｂに対応する小サイズのカーボンペーパ（以下、小ＣＰともいう）とが作製される。そして、カーボンブラック及びＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）粒子を含む混合物をエチレングリコールに均一に分散させたスラリーが形成される。このスラリーは、大ＣＰ及び小ＣＰに塗布して乾燥されることにより、前記大ＣＰと下地層とからなる第１ガス拡散層２０ｂ及び前記小ＣＰと下地層とからなる第２ガス拡散層２２ｂが作製される。
【００３９】
さらに、触媒付き電解質膜の両側には、第１ガス拡散層２０ｂと第２ガス拡散層２２ｂとが配置され、ホットプレスが行われる。このため、段差ＭＥＡ１０ａが得られる。
【００４０】
一方、補強フィルム２４が作製される。例えば、ＰＥＮフィルムが加工されて額縁形状（枠形状）のフィルム部材２４Ｆが得られる（図３参照）。フィルム部材２４Ｆには、折り返し位置に沿って複数の切り込み部５０と、各内周角部に各外周角部に向かって所定の長さだけ切断された切れ目５２とが形成される。切り込み部５０は、フィルム部材２４Ｆの表面に、長尺方向及び短尺方向に沿って断続的に配列される。
【００４１】
なお、切り込み部５０は、フィルム部材２４Ｆの表面に連続的に形成してもよい。切り込み部５０に沿って、真っ直ぐに容易に折り曲げることができるからである。
【００４２】
図４及び図５に示すように、フィルム部材２４Ｆには、折り返し装置５４により折り返し加工が施される。折り返し装置５４は、フィルム部材２４Ｆの折り返し部２４ｅの内周形状に対応する凸状治具５６と、前記フィルム部材２４Ｆを前記凸状治具５６に対して保持する押さえ治具５８と、前記フィルム部材２４Ｆに前記折り返し部２４ｅを形成する折り返し板６０ａ、６０ｂとを備える。
【００４３】
凸状治具５６は、略矩形状を有し、上部側には、台形先端部５６ａが設けられる。凸状治具５６の長辺側両側部には、それぞれ上下方向に延在し且つ互いに並列して複数本のガイド溝部５６ｂが形成される。凸状治具５６の短辺側両側部には、それぞれ上下方向に延在し且つ互いに並列して複数本のガイド溝部５６ｃが形成される。
【００４４】
押さえ治具５８は、額縁形状（枠形状）を有し、内周形状が凸状治具５６の外形形状よりも大きな寸法に設定される。押さえ治具５８は、フィルム部材２４Ｆの外周縁部を押圧保持する（図５参照）。
【００４５】
折り返し板６０ａ、６０ｂは、図４に示すように、薄板の櫛歯形状を有する。折り返し板６０ａは、凸状治具５６のガイド溝部５６ｂに対応する本数のガイド部６０ａａを設ける。折り返し板６０ｂは、凸状治具５６のガイド溝部５６ｃに対応する本数のガイド部６０ｂｂを設ける。なお、折り返し板６０ａを用いることなく、単一の折り返し板６０ｂのみを使用してもよい。
【００４６】
そこで、図５に示すように、フィルム部材２４Ｆは、内部空間に凸状治具５６を配置するとともに、外周縁部が押さえ治具５８に押圧保持される。フィルム部材２４Ｆの内周縁部は、凸状治具５６の各辺に当接することにより、上方に向かって支持される。
【００４７】
この状態で、例えば、一対の折り返し板６０ａは、凸状治具５６の長辺両側のガイド溝部５６ｂに配置される一方、一対の折り返し板６０ｂは、前記凸状治具５６の短辺両側のガイド溝部５６ｃに配置される。
【００４８】
さらに、図６に示すように、折り返し板６０ａは、凸状治具５６から離間する方向（矢印Ｔ方向）に傾斜される。このため、フィルム部材２４Ｆの内周縁部は、折り返し板６０ａのガイド部６０ａａにより矢印Ｔ方向に折り曲げられ、折り返し部２４ｅが形成される。同様に、他の折り返し板６０ａ、６０ｂが外方に傾斜されることにより、フィルム部材２４Ｆの内周を周回して折り返し部２４ｅが形成される（図７参照）。
【００４９】
次に、フィルム部材２４Ｆには、接着剤２６が塗工された後、前記フィルム部材２４Ｆは、段差ＭＥＡ１０ａに配置される。そして、加熱及び加圧保持することにより、補強フィルム２４は、接着剤２６により固体高分子電解質膜１８の外周面１８ａｅに接着され、電解質膜・電極構造体１０が作製される。
【００５０】
この場合、第１の実施形態では、図２に示すように、補強フィルム２４には、固体高分子電解質膜１８から離間する方向に折り返す折り返し部２４ｅが設けられている。従って、補強フィルム２４の角部は、前記補強フィルム２４上に折り返されており、固体高分子電解質膜１８に直接接触することがなく、前記固体高分子電解質膜１８に押し込まれることを確実に抑制することができる。
【００５１】
これにより、補強フィルム２４の端部に、折り返し部２４ｅを設けるだけでよく、簡単且つ経済的な構成及び工程で、固体高分子電解質膜１８の損傷を可及的に阻止し、良好な発電性能を確保することが可能になるという効果が得られる。
【００５２】
なお、折り返し部２４ｅは、複数の切り込み部５０に沿って折り曲げられているが、例えば、ノッチを設けた後、折り曲げてもよく、又は、熱により変形させて折り曲げてもよい。
【００５３】
このように構成される電解質膜・電極構造体１０を組み込む燃料電池１２の動作について、以下に説明する。
【００５４】
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。
【００５５】
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Ｂ方向に移動して電解質膜・電極構造体１０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から供給孔部４６を通って第１セパレータ１４の燃料ガス流路３８に導入される。燃料ガスは、燃料ガス流路３８に沿って矢印Ｂ方向に移動し、電解質膜・電極構造体１０のアノード電極２０に供給される。
【００５６】
従って、各電解質膜・電極構造体１０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、第１電極触媒層２０ａ内及び第２電極触媒層２２ａ内で電気化学反応により消費されて発電が行われる。
【００５７】
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、排出孔部４８を通り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。
【００５８】
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４０に導入された後、矢印Ｂ方向に流通する。この冷却媒体は、電解質膜・電極構造体１０を冷却した後、冷却媒体出口連通孔３２ｂから排出される。
【００５９】
図８及び図９に示すように、本発明の第２の実施形態に係る電解質膜・電極構造体７０は、燃料電池７２に組み込まれる。なお、第１の実施形態に係る電解質膜・電極構造体１０及び燃料電池１２と同一の構成要素には、同一の参照符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００６０】
燃料電池７２は、電解質膜・電極構造体７０を第１セパレータ７４及び第２セパレータ７６で挟持する。第１セパレータ７４及び第２セパレータ７６は、例えば、カーボンセパレータで構成されるが、このカーボンセパレータに代えて、例えば、金属薄板により構成してもよい。
【００６１】
図９に示すように、電解質膜・電極構造体７０は、ＭＥＡ７０ａを備えるとともに、前記ＭＥＡ７０ａ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２０及びカソード電極２２とを有する。アノード電極２０及びカソード電極２２は、同一の平面寸法に設定されるとともに、固体高分子電解質膜１８の外周面１８ａｅ、１８ｂｅは、前記アノード電極２０及び前記カソード電極２２の外周端部よりも外方に延在する。
【００６２】
固体高分子電解質膜１８の外周面１８ａｅ、１８ｂｅには、補強フィルム２４ａ、２４ｂが設けられる。補強フィルム２４ａ、２４ｂは、上記の補強フィルム２４と同様に構成される。
【００６３】
補強フィルム２４ａは、額縁形状（枠形状）を有するとともに、アノード電極２０に対向する内周部分に、固体高分子電解質膜１８から離間する方向に折り返す折り返し部２４ａｅが設けられる。補強フィルム２４ａは、接着剤２６ａにより固体高分子電解質膜１８の外周面１８ａｅに接着されるとともに、折り返し部２４ａｅには、必要に応じて接着剤２６ａが塗布される。
【００６４】
補強フィルム２４ｂは、額縁形状（枠形状）を有するとともに、カソード電極２２に対向する内周部分に、固体高分子電解質膜１８から離間する方向に折り返す折り返し部２４ｂｅが設けられる。補強フィルム２４ｂは、接着剤２６ｂにより固体高分子電解質膜１８の外周面１８ｂｅに接着されるとともに、折り返し部２４ｂｅには、必要に応じて接着剤２６ｂが塗布される。
【００６５】
このように構成される第２の実施形態では、電解質膜・電極構造体７０は、上記の第１の実施形態と同様の工程により作製される。
【００６６】
しかも、補強フィルム２４ａ、２４ｂには、固体高分子電解質膜１８から離間する方向に折り返す折り返し部２４ａｅ、２４ｂｅが設けられている。従って、補強フィルム２４ａ、２４ｂの角部は、前記補強フィルム２４ａ、２４ｂ上に折り返されており、固体高分子電解質膜１８に直接接触することがなく、前記固体高分子電解質膜１８に押し込まれることを確実に抑制することができる。
【００６７】
これにより、補強フィルム２４ａ、２４ｂの端部に、折り返し部２４ａｅ、２４ｂｅを設けるだけでよく、簡単且つ経済的な構成及び工程で、固体高分子電解質膜１８の損傷を可及的に阻止し、良好な発電性能を確保することが可能になる等、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００６８】
１０、７０…電解質膜・電極構造体    １０ａ…段差ＭＥＡ
１２、７２…燃料電池                １４、１６、７４、７６…セパレータ
１８…固体高分子電解質膜            １８ａｅ…外周面
２０…アノード電極                  ２０ｂ、２２ｂ…ガス拡散層
２０ａ、２２ａ…電極触媒層          ２２…カソード電極
２４、２４ａ、２４ｂ…補強フィルム
２４ｅ、２４ａｅ、２４ｂｅ…折り返し部
２４Ｆ…フィルム部材                ２６、２６ａ、２６ｂ…接着剤
３６…酸化剤ガス流路                ３８…燃料ガス流路
４０…冷却媒体流路                  ４２、４４…シール部材
５０…切り込み部                    ５２…切れ目
５４…折り返し装置                  ５６…凸状治具
６０ａ、６０ｂ…折り返し板          ７０ａ…ＭＥＡ
【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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