(57)【要約】【課題】カーボン繊維の反応ガス流路(凹部)へのハミ出しを抑える燃料電池ガス拡散層の構造及びその構造のガス拡散層を有する燃料電池を提供する。【解決手段】反応ガス流路を流れる反応ガスを拡散して電極に供給する燃料電池ガス拡散層の構造であって、一平面に隣り合って並べられたフィラメント束１２３と、その隣り合って並べられたフィラメント束１２３を複数箇所で接合する接合手段１２４と、を備える。【選択図】図２
2009117213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応ガス流路を流れる反応ガスを拡散して電極に供給する燃料電池ガス拡散層の構造であって、
一平面に隣り合って並べられ、複数箇所で互いに当接するフィラメント束を有する、
ことを特徴とする燃料電池ガス拡散層構造。
【請求項２】
前記フィラメント束は、互いに隣り合うフィラメント束に接近離反するように凹凸彎曲した波状体であり、隣り合うフィラメント束の凹凸彎曲部分の外周同士が互いに当接するとともに、凹凸彎曲部分の内周同士間には開口が確保される、
ことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池ガス拡散層構造。
【請求項３】
ガス拡散層に当接するセパレータに設けられたガス拡散層固定部に固定される被固定部分をさらに備え、
前記被固定部分が、セパレータのガス拡散層固定部に固定されることで前記開口が確保される、
ことを特徴とする請求項２に記載の燃料電池ガス拡散層構造。
【請求項４】
前記被固定部は、非発電部に位置するフィラメント束のさらに外側である、
ことを特徴とする請求項３に記載の燃料電池ガス拡散層構造。
【請求項５】
前記被固定部は、非発電部に位置するフィラメント束で形成される開口である、
ことを特徴とする請求項３に記載の燃料電池ガス拡散層構造。
【請求項６】
前記互いに隣り合うフィラメント束は、当接ポイントを結んだ線を中心として対称である、
ことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の燃料電池ガス拡散層構造。
【請求項７】
前記フィラメント束は、表面性状が親水性であるフィラメントが束ねられて形成されている、
ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の燃料電池ガス拡散層構造。
【請求項８】
前記フィラメント束は、反応ガス流れ方向に揃えられたフィラメントが束ねられて形成されている、
ことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の燃料電池ガス拡散層構造。
【請求項９】
前記フィラメント束の当接部分で互いのフィラメント束を接合する接合手段を有する、
ことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の燃料電池ガス拡散層構造。
【請求項１０】
前記接合手段は、前記フィラメント束に比較して十分薄く、セパレータの凸部によって押圧されてもフィラメント束に生じる面圧はほぼ一様である、
ことを特徴とする請求項９に記載の燃料電池ガス拡散層構造。
【請求項１１】
前記接合手段は、前記隣り合うフィラメント束を接着する接着剤である、
ことを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の燃料電池ガス拡散層構造。
【請求項１２】
前記接合手段は、前記隣り合うフィラメント束を結ぶ連索フィラメントである、
ことを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の燃料電池ガス拡散層構造。
【請求項１３】
前記接合手段は、前記隣り合うフィラメント束が挿入されるブラケットである、
ことを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の燃料電池ガス拡散層構造。
【請求項１４】
前記ブラケットは、断面略Ｈ形であって２箇所のフィラメント束挿入部を有し、前記フィラメント束が２つに分けられ、分けられたそれぞれのフィラメント束が前記２箇所のフィラメント束挿入部にそれぞれ挿入されるブラケットである、
ことを特徴とする請求項１３に記載の燃料電池ガス拡散層構造。
【請求項１５】
前記ブラケットは、断面略Ｃ形であり、開放部分から前記フィラメント束が挿入されるブラケットである、
ことを特徴とする請求項１３に記載の燃料電池ガス拡散層構造。
【請求項１６】
隣り合う前記ブラケットを連結し、表面に撥水処理されたリンクをさらに有する、
ことを特徴とする請求項１３から請求項１５までのいずれか１項に記載の燃料電池ガス拡散層構造。
【請求項１７】
前記ブラケット及び前記リンクは、マイクロポーラスの骨組みになる、
ことを特徴とする請求項１６に記載の燃料電池ガス拡散層構造。
【請求項１８】
請求項１から請求項１７までのいずれか１項に記載の燃料電池ガス拡散層構造のガス拡散層を有する、
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、反応ガス流路を流れる反応ガスを拡散して電極に供給する燃料電池ガス拡散層の構造及びその構造のガス拡散層を有する燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より燃料電池ガス拡散層として、いわゆるペーパータイプといわゆるクロスタイプとが知られている。特許文献１には、カーボン繊維の縦糸と横糸とで織成されるカーボンクロスタイプのガス拡散層が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−２２２８４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、このような従来のカーボンクロスタイプのガス拡散層では、縦糸と横糸との交差部分の厚みが増す。このような交差部分に、セパレータのリブ(凸部)が当接した状態で面圧を掛けると、リブ(凸部)に押されてカーボン繊維が移動して、セパレータの反応ガス流路(凹部)にハミ出す可能性がある。カーボン繊維が反応ガス流路(凹部)にハミ出しては、反応ガスの流れが悪くなる。
【０００４】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、カーボン繊維の反応ガス流路(凹部)へのハミ出しを抑える燃料電池ガス拡散層の構造及びその構造のガス拡散層を有する燃料電池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】
【０００５】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００６】
本発明は、反応ガス流路(１３２)を流れる反応ガスを拡散して電極(１２)に供給する燃料電池ガス拡散層の構造であって、一平面に隣り合って並べられたフィラメント束(１２３)と、前記隣り合って並べられたフィラメント束(１２３)を複数箇所で接合する接合手段(１２４，１２６，１２７)と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、一平面に隣り合って並べられたフィラメント束を接合手段で複数箇所で接合するようにしたので、セパレータのリブ(凸部)が当接した状態で面圧が掛けられても、その当接部分に生じる面圧はほぼ一様である。そのため、リブ(凸部)に押されてフィラメント束が移動して、セパレータの反応ガス流路(凹部)にハミ出す、という状態を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下では図面等を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
（第１実施形態）
本発明は、上述の通り、燃料電池ガス拡散層の構造に関するものであるが、本発明の理解を容易にするために、はじめに燃料電池セルの構成について簡単に説明する。
【０００９】
図１は、燃料電池セルの構成を説明する図である。図１(Ａ)は構成を示す分解斜視図、図１(Ｂ)は側断面図である。
【００１０】
燃料電池セル１は、膜電極接合体(Membrane Electrode Assembly；以下「ＭＥＡ」という)１０の表裏両面にカソードセパレータ１３ａ及びアノードセパレータ１３ｂが配置された構成である。
【００１１】
ＭＥＡ１０は、電解質膜１１と、カソード電極１２ａと、アノード電極１２ｂと、を含む。
【００１２】
電解質膜１１は、フッ素系樹脂により形成されたプロトン伝導性のイオン交換膜である。電解質膜１１は、湿潤状態で良好な電気伝導性を示す。そのため、電解質膜１１の性能を引き出して発電効率を向上させるには、電解質膜１１の水分状態を最適に保つ必要がある。そこで、本実施形態では、燃料電池セル１に導入する反応ガス(カソードガス及びアノードガス)を加湿している。なお、電解質膜１１の水分状態を最適に保つための水には純水を用いるとよい。これは不純物が混入した水を燃料電池セル１に供給しては、電解質膜１１に不純物が蓄積し発電効率が低下するからである。
【００１３】
カソード電極１２ａは電解質膜１１の片面(図１(Ｂ)の左側)に設けられ、アノード電極１２ｂは反対面(図１(Ｂ)の右側)に設けられる。
【００１４】
カソード電極１２ａ及びアノード電極１２ｂは、触媒層１２１と、ガス拡散層(Gas Diffusion Layer；ＧＤＬ)１２２と、で構成される。触媒層１２１は、たとえば白金が担持されたカーボンブラック粒子で形成される。
【００１５】
ガス拡散層１２２は、充分なガス拡散性及び導電性を有する部材、たとえばカーボン繊維で形成される。このガス拡散層１２２が本発明の要部である。詳細は後述する。
【００１６】
カソードセパレータ１３ａは、カソード電極１２ａの外側に重なる。カソードセパレータ１３ａの片面(カソード電極１２ａへの対向面)には、リブ１３１が凸設され、リブ１３１の間に反応ガス流路１３２が形成される。図１では、４列の反応ガス流路１３２が形成される。カソードセパレータ１３ａは、たとえばカーボン製又は金属製である。
【００１７】
アノードセパレータ１３ｂは、アノード電極１２ｂの外側に重なる。アノードセパレータ１３ｂの片面(アノード電極１２ｂへの対向面)には、リブ１３１が凸設され、リブ１３１の間に反応ガス流路１３２が形成される。図１では、４列の反応ガス流路１３２が形成される。アノードセパレータ１３ｂは、たとえばカーボン製又は金属製である。
【００１８】
以上のような構成の燃料電池セル１が数百セル積層されて所定の面圧で保持されたものが燃料電池である。
【００１９】
図２は、本発明による燃料電池ガス拡散層の構造の第１実施形態を示す図である。図２(Ａ)は燃料電池ガス拡散層の一部分を拡大した平面を示し、図２(Ｂ)は図２(Ａ)のIIB−IIB断面を示し、図２(Ｃ)は図２(Ａ)のIIC−IIC断面を示す。
【００２０】
ガス拡散層１２２は、一平面上に並べられた拡散層フィラメント束１２３が連索フィラメント１２４で結ばれている。図２(Ａ)では、一平面上に６本の拡散層フィラメント束１２３が並べられ、隣り合う拡散層フィラメント束１２３が所定間隔ごとに連索フィラメント１２４で結ばれている。
【００２１】
拡散層フィラメント束１２３は、多数の拡散層フィラメント１２３ａの集合体である。拡散層フィラメント１２３ａは、表面性状が親水であるフィラメント(たとえば直径１０μｍのカーボン繊維)である。そのような拡散層フィラメント１２３ａが、図２(Ｂ)に示すように、多数まとめられ、周囲に結束フィラメント１２３ｂが巻き付けられて束ねられて拡散層フィラメント束１２３が形成されている。
【００２２】
なお結束フィラメント１２３ｂで拡散層フィラメント１２３ａを結束する方法や、連索フィラメント１２４で拡散層フィラメント束１２３を結ぶ方法は、既存の繊維束ね方法を適用すればよい。すなわち、たとえば、一本のフィラメント１２３ｂでフィラメント束１２３を束ねて端部を溶かして接着すればよい。
【００２３】
拡散層フィラメント束１２３の径は、たとえば３００μｍ程度である。これに対して結束フィラメント１２３ｂ及び連索フィラメント１２４の径は、たとえば３μｍ程度であり、拡散層フィラメント束１２３の径に比して十分細い。
【００２４】
また図２(Ａ)では、等間隔で位置する結束フィラメント１２３ｂによって、所定本数の拡散層フィラメント１２３ａが束ねられている。なお図２(Ａ)では、すべての拡散層フィラメント束１２３における結束フィラメント１２３ｂが等間隔で位置しており、図２(Ａ)は左右対称になっている。
【００２５】
また拡散層フィラメント束１２３は、図２(Ａ)に示すように平面の拡がり方向（図２(Ａ)では紙面左右方向）に凹凸が付けられた波形である。
【００２６】
隣り合う拡散層フィラメント束１２３は、凹凸彎曲部分の外周同士が互いに接している。この接触部分に、図２(Ｃ)に示すように、連索フィラメント１２４が巻回されて、隣り合う拡散層フィラメント束１２３が結ばれている。隣り合う拡散層フィラメント束１２３の凹凸彎曲部分の内周同士には、所定の大きさの開口１２５が確保されている。開口１２５は、たとえばφ１００〜２００μｍ、又はそれ以上、である。このように開口１２５が確保されていることにより、ガス拡散層１２２は、ガス拡散通路として大きく機能する。
【００２７】
なお、具体的なフィラメント径やフィラメント数などは、セパレータの大きさや発電面積などに応じて適宜設定すればよい。
【００２８】
ここで本発明の効果の理解を一層明確にするために、従来品における課題について再度説明する。
【００２９】
図１２は、従来のいわゆるクロスタイプのガス拡散層を示す図であり、図１２(Ａ)は平面図、図１２(Ｂ)は側断面図、図１２(Ｃ)はセパレータが当接した状態での側断面図である。
【００３０】
従来のガス拡散層１２２は、カーボン繊維の縦糸と横糸とで織成される。縦糸と横糸との交差部分は厚みがある。そしてこのようなガス拡散層１２２にセパレータ１３を配置して、所定の面圧を掛ける。セパレータ１３には、リブ(凸部)１３１が形成され、リブ１３１の間に反応ガス流路(凹部)１３２が形成されている。セパレータ１３のリブ(凸部)１３１の一部分は、縦糸と横糸とが交差した領域に当接し、また他の部分は、縦糸と横糸とが交差していない領域に当接する。このような状態で、面圧が掛けられると、リブ(凸部)１３１に押圧される縦糸と横糸との交差領域の面圧が相対的に大きくなる。一方、リブ(凸部)１３１に押圧される縦糸と横糸とが交差しない領域の面圧は相対的に小さくなる。このように面圧の相対差があると、面圧の大きい交差領域のカーボン繊維が移動しやすくなる。そして反応ガス流路(凹部)１３２にハミ出す可能性がある。カーボン繊維が反応ガス流路(凹部)１３２にハミ出しては、反応ガスの流れが悪くなる。
【００３１】
これに対して、本発明では、平面の拡がり方向（図２(Ａ)では紙面左右方向）に凹凸が付けられた波形の拡散層フィラメント束１２３を、拡散層フィラメント束１２３に比べて十分薄い極細の連索フィラメント１２４で結んだので、ガス拡散層はほぼ一定厚であり、厚みの増す部分がない。このようなガス拡散層１２２にセパレータ１３を当接して、面圧を掛けた場合には、リブ(凸部)全体で略均等にガス拡散層１２２を押圧し、面圧の相対差が生じない。そのためカーボン繊維の移動がほとんどなく、移動したカーボン繊維による反応ガス流路(凹部)へのハミ出し、という現象を低減できるのである。
【００３２】
また、反応ガス流路(凹部)へのハミ出しを低減できるので、反応ガスの流れを妨げない。
【００３３】
また、既存のクロスタイプのガス拡散層に比べ、交差部の厚さ分が薄くなるので、燃料電池が積層方向においてコンパクトである。
【００３４】
また、ガス拡散層を構成するカーボン製フィラメント(カーボン繊維)の特性は、たとえば参考資料 (“Mass-Transport Phenomena and Long-Term Performance Limitations in H2-Air PEFC Durability Testing"(2005 FC seminar poster session))に示されている。
【００３５】
すなわち、複数のカーボン製フィラメント(カーボン繊維)を集合し、表面に粗さ(複数のフィラメントで構成された表面に形成された凹凸)のある状態では、撥水性になる。
【００３６】
一方、１本のカーボン製フィラメント(カーボン繊維)(直径約１０μｍ)が単独であると、接触角は８０度であり親水性である。
【００３７】
本発明では、１本１本のカーボン製フィラメント(カーボン繊維)１２３ａを所定間隔ごとに結束フィラメント１２３ｂで結束しており、各カーボン製フィラメント(カーボン繊維)１２３ａの間には数μｍ以下の微細な空隙(すきま)がある。１本１本のカーボン製フィラメント(カーボン繊維)１２３ａは上述のように親水性であるので、この空隙(すきま)で保水する。カーボン製フィラメント(カーボン繊維)１２３ａの間に凝縮・生成された液水はもとより、繊維表面で生成された液水も表面張力により吸収・保水される。また、そしてこの液水は、カーボン製フィラメント(カーボン繊維)１２３ａのフィラメント方向に沿って液水飽和度の低い部位に移動する。また隣り合う拡散層フィラメント束１２３が連索フィラメント１２４で結ばれているので、この連結部分を介して、保水された液水が、より飽和度の低い部位へと移動し、平面全体で液水の均一化が図れる。なお１本１本のカーボン製フィラメント(カーボン繊維)１２３ａを所定間隔ごとに結束フィラメント１２３ｂで結束するので、フィラメント間の空隙がほぼ均一になっており、この点でも平面全体での液水の均一化が図れられる。
【００３８】
さらに本発明では、カーボン製フィラメント(カーボン繊維)１２３ａが同一方向(図２(Ａ)では上下方向であり、これは反応ガス流路１３２のガス流れ方向に一致する)に揃えられているので、液水が移動しやすく、この点でも平面全体での液水の均一化が図れらやすい。
【００３９】
このようなメカニズムによりフィラメント間の空隙は、基本的にフィラメント間が液水で満たされるまで確保される。
【００４０】
図３は、発電時にフィラメント内に液水が保水される様子を示す図であり、高加湿(ＲＨ９０％)、低温(４０℃)での運転結果である。
【００４１】
生成水はまずフィラメント間(フィラメント束内)に保水される(図３(Ａ))。その後、電流密度の上昇にともない、生成水はフィラメント間(フィラメント束内)の空隙を塞ぐこととなる(図３(Ｃ))。これにより発電電圧が低下する。
【００４２】
図４は、限界電流密度に達するまでの電圧変化を示す図である。
【００４３】
上述のように、生成水がフィラメント間(フィラメント束内)の空隙を塞ぐことで発電電圧が低下する。
【００４４】
本実施形態の構成では、液水が、カーボン製フィラメント(カーボン繊維)１２３ａのフィラメント方向に沿って液水飽和度の低い部位に移動するので、生成水がフィラメント間(フィラメント束内)の空隙を塞ぎにくくなる。
【００４５】
このため、本実施形態では図４に示されているように、限界電流密度が高く、高電流密度まで発電できるのである。
【００４６】
また、拡散層フィラメント束１２３の間に開口１２５が確保されるので、フラッディングやドライアウトによる性能低下領域を低減でき、これによっても発電性能が向上する。
【００４７】
（第２実施形態）
図５は、本発明による燃料電池ガス拡散層の構造の第２実施形態を示す図であり、図５(Ａ)は燃料電池ガス拡散層の一部分を拡大した平面を示し、図５(Ｂ)は図５(Ａ)のVB−VB断面を示す。
【００４８】
なお以下では前述と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。
【００４９】
本実施形態では、セパレータ１３の一部分(発電部(たとえば触媒層や反応ガス流路と接する部分)よりも、外側の非発電部への対向部分)に、凸部１３３を形成する。そしてこの凸部１３３に、ガス拡散層１２２を連索フィラメント１２４で固定する。なお図５では左端のみ示しているが、右端も同様である。このような構成により、ガス拡散層１２２は、図中左右方向(拡散層フィラメント束１２３の延設方向に直交する方向)にテンションが掛けられるので、開口１２５の口径が確実に所定径以上に維持される。
【００５０】
なお、凸部１３３の形状や凸部１３３へのガス拡散層１２２の固定方法は、一例に過ぎない。
【００５１】
本実施形態によれば、ガス拡散層１２２をセパレータ１３に固定して所定のテンションを掛けるようにしたので、開口１２５の口径が確実に維持され、第１実施形態に増してさらにフラッディングやドライアウトを防止可能である。またガス拡散層１２２のたわみを低減でき、積層時の面圧を均一にでき、第１実施形態よりもさらにカーボン繊維が移動し難くなり、より確実にカーボン繊維の反応ガス流路(凹部)へのハミ出しを防止できる。
【００５２】
（第３実施形態）
図６は、本発明による燃料電池ガス拡散層の構造の第３実施形態を示す図であり、図６(Ａ)は燃料電池ガス拡散層の一部分を拡大した平面を示し、図６(Ｂ)は図６(Ａ)のVIB−VIB断面を示す。
【００５３】
本実施形態では、ガス拡散層１２２の開口１２５にセパレータ１３の凸部１３３を挿通してガス拡散層１２２をセパレータ１３に固定した。
【００５４】
このようにすれば、第２実施形態のように、連索フィラメント１２４を使用することなくガス拡散層１２２をセパレータ１３に固定できるので、固定が簡単である。
【００５５】
（第４実施形態）
図７は、本発明による燃料電池ガス拡散層の構造の第４実施形態を示す図であり、図７(Ａ)は燃料電池ガス拡散層の一部分を拡大した平面を示し、図７(Ｂ)は図７(Ａ)のVIIB−VIIB断面を示す。
【００５６】
本実施形態では、隣り合う拡散層フィラメント束１２３をブラケット１２６で集合する。このブラケット１２６は、図７(Ｂ)に示すように断面略Ｈ形であり、左右が円弧状である。ブラケット１２６は、たとえば、導体、特に銅合金製である。２つの拡散層フィラメント束１２３をそれぞれ上下に分割して、このブラケット１２６に挿入する。
【００５７】
本実施形態によれば、隣り合う拡散層フィラメント束１２３を、連索フィラメント１２４で結ぶ第１実施形態に比して、生産性がよい。
【００５８】
（第５実施形態）
図８は、本発明による燃料電池ガス拡散層の構造の第５実施形態を示す図であり、図８(Ａ)は燃料電池ガス拡散層の一部分を拡大した平面を示し、図８(Ｂ)は図８(Ａ)のVIIIB−VIIIB断面を示す。
【００５９】
本実施形態では、隣り合う拡散層フィラメント束１２３をブラケット１２７で集合する。このブラケット１２７は、図８(Ｂ)に示すように断面略Ｃ形であり、上面が直線状である。２つの拡散層フィラメント束１２３をこのブラケット１２７に挿入する。
【００６０】
本実施形態によれば、拡散層フィラメント束１２３をブラケット１２７の片側からセットできるので、第４実施形態に比してさらに生産性がよい。
【００６１】
（第６実施形態）
図９は、本発明による燃料電池ガス拡散層の構造の第６実施形態を示す図であり、図９(Ａ)は燃料電池ガス拡散層の一部分を拡大した平面を示し、図９(Ｂ)は図９(Ａ)のIXB−IXB断面を示す。
【００６２】
本実施形態では、隣り合う拡散層フィラメント束１２３をブラケット１２６で集合するとともに、隣り合うブラケット１２６をリンク１２８で接続する。リンク１２８は、表面に撥水処理されている。リンク１２８は、ブラケット１２６と一体に形成されている。リンク１２８は、図９ではブラケット１２６の中央の平面箇所で接続されている。リンク１２８は、たとえば、導体、特に銅合金製である。
【００６３】
本実施形態によれば、リンク１２８をブラケット１２６と一体に形成したので、各ブラケット１２６がバラけることがない。そのため製造時の作業性が向上する。また、リンク１２８に撥水性の表面処理を施されているので、フィラメント束１２３の間の液水は、リンク１２８の表面でより小さいサイズの液水に分割される。そのため液水は、孤立形状(球状)に近づき、反応ガスによって吹き飛ばされやすく、液滴状態での排水性が向上する。
【００６４】
（第７実施形態）
図１０は、本発明による燃料電池ガス拡散層の構造の第７実施形態を示す図であり、図１０(Ａ)は燃料電池ガス拡散層の一部分を拡大した平面を示し、図１０(Ｂ)は図１０(Ａ)のXB−XB断面を示す。
【００６５】
本実施形態では、隣り合うブラケット１２７がリンク１２８で接続されている。
【００６６】
本実施形態によれば、拡散層フィラメント束１２３をフィラメント１２７の片側からセットできるので、第６実施形態に比してさらに生産性が向上する。
【００６７】
（第８実施形態）
図１１は、本発明による燃料電池ガス拡散層の構造の第８実施形態を示す図であり、図１１(Ａ)は燃料電池ガス拡散層の一部分を拡大した平面を示し、図１１(Ｂ)は図１１(Ａ)のXIB−XIB断面を示す。
【００６８】
本実施形態では、ブラケット１２７及びリンク１２８を、排水性を向上するために用いるＭｉｌ(Micro Porous Layer)１２９の骨組みとする。なお、この成形方法は、既存の方法で実施可能である。
【００６９】
本実施形態によれば、Ｍｉｌ１２９の成形が容易となる。また、Ｍｉｌ１２９がガス拡散層の基材へ侵入することを防ぎ、開口を確保することができる。
【００７０】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。
【００７１】
たとえば、上述の説明において掲げた数値は一例に過ぎず、たとえば、具体的なフィラメント径やフィラメント数などは、セパレータの大きさや発電面積などに応じて適宜設定すればよい。
【００７２】
また第２実施形態における凸部１３３の形状や凸部１３３へのガス拡散層１２２の固定方法は、一例に過ぎない。
【００７３】
さらに上記説明においては、隣り合った拡散層フィラメント束をフィラメントやブラケットで接合する構造としていたが、接着剤で接合してもよい。
【００７４】
その他、具体的な形状などは、発明を理解しやすくするための例示であり、適宜変更すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】燃料電池セルの構成を説明する図である。
【図２】本発明による燃料電池ガス拡散層の構造の第１実施形態を示す図である。
【図３】発電時にフィラメント内に液水が保水される様子を示す図である。
【図４】限界電流密度に達するまでの電圧変化を示す図である。
【図５】本発明による燃料電池ガス拡散層の構造の第２実施形態を示す図である。
【図６】本発明による燃料電池ガス拡散層の構造の第３実施形態を示す図である。
【図７】本発明による燃料電池ガス拡散層の構造の第４実施形態を示す図である。
【図８】本発明による燃料電池ガス拡散層の構造の第５実施形態を示す図である。
【図９】本発明による燃料電池ガス拡散層の構造の第６実施形態を示す図である。
【図１０】本発明による燃料電池ガス拡散層の構造の第７実施形態を示す図である。
【図１１】本発明による燃料電池ガス拡散層の構造の第８実施形態を示す図である。
【図１２】従来のいわゆるクロスタイプのガス拡散層を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
１  燃料電池セル
１０  膜電極接合体(ＭＥＡ)
１１  電解質膜
１２ａ  カソード電極
１２ｂ  アノード電極
１２２  ガス拡散層(ＧＤＬ)
１２３  拡散層フィラメント束
１２３ａ  拡散層フィラメント
１２３ｂ  結束フィラメント
１２４  連索フィラメント(接合手段)
１２５  開口
１２６，１２７  ブラケット(接合手段)
１２８  リンク
１２９  マイクロポーラスレイヤー
１３ａ  カソードセパレータ
１３ｂ  アノードセパレータ
１３１  リブ(凸部)
１３２  反応ガス流路(凹部)
１３３  凸部(ガス拡散層固定部)
【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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