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JP2001509304A - 集積密封縁付き膜−電極ユニットおよびその製造方法 - Google Patents

集積密封縁付き膜−電極ユニットおよびその製造方法

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JP2001509304A
JP2001509304A JP53161698A JP53161698A JP2001509304A JP 2001509304 A JP2001509304 A JP 2001509304A JP 53161698 A JP53161698 A JP 53161698A JP 53161698 A JP53161698 A JP 53161698A JP 2001509304 A JP2001509304 A JP 2001509304A
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アルトゥール、コシャニー
トーマス、シュベジンガー
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マグネート−モートア、ゲゼルシャフト、フュール、マグネートモートリシェ、テヒニク、ミット、ベシュレンクテル、ハフツング
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Abstract

(57)【要約】 重合体電解膜(2)と前記膜の一方の面上に配置された陽極(3)と前記膜のもう一方の面上に配置された陰極(4)とを有する重合体電解膜燃料電池用の集積密封縁付き膜-電極ユニット(1)は陽極材料と陰極材料とその間に配置される重合体電解膜材料から製造される。即ち、適当なサイズの断片が切り取られ、切り取られた断片内の膜はその両面が電極によって完全に覆われている。前記断片の周囲には、密封縁(5)が、少なくとも1つの電極(3、4)の縁部分(6’、7’)に貫入し、かつ縁部分に隣接する膜部分に付着し、及び/又は、前記密封縁が少なくとも1つの電極の端面および前記膜の端面に付着するように、密封縁(5)が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】 集積密封縁付き膜-電極ユニットおよびその製造方法 本発明は、重合体電解質膜と前記の膜の一方の表面上に配置された陽極と前記 の膜のもう一方の表面上に配置された陰極とを備えた重合体電解膜燃料電池用膜 -電極ユニット、並びに、前記膜-電極ユニットを製造する方法に関する。 通常電流発生に用いられる重合体電解質膜燃料電池は、陽極と陰極と、その間 に配置されたイオン交換膜とを含む。複数の燃料電池は燃料電池スタックを構成 し、個々の燃料電池は電流コレクタとして作用する双極プレートによって相互に 分離される。セルの陽極側部の双極二プレートは同時に近傍セルの陰極側部双極 プレートを構成する。発電するためには、可燃性気体、例えば水素が陽極領域に 導入され、酸化剤、例えば空気または酸素が陰極領域に導入される。領域内にお いて重合体電解膜と接触する陽極と陰極はそれぞれ触媒層を含む。陽極触媒層に おいては、燃料が酸化されて陽イオンと自由電子を形成し、陰極触媒層において は、酸化剤は電子を取って還元される。この代替案として、2つの触媒層を前記 膜の反対側に配置することも出来る。陽極と膜と陰極と対応する触媒層との構造 体は膜-電極ユニットと称する。陽極側部で形成された陽イオンはイオン交換膜 を経て陰極へ移動し、還元された酸化剤と反応し、それによって、水素が可燃性 気体として用いられる場合に水を形成し、酸素は酸化剤として用いられる。可燃 性気体と酸化剤の反応において発生した造られた熱は冷却によって消散される。 反応気体を更に良好に分散し、できれば、膜-電極ユニットを支持するために、 例えば格子様網目組織のような気体導通構造体を電極と双極プレートとの間に提 供することができる。 燃料電池内に設置する際に、膜-電極ユニットは、陽極側部において可燃性気 体と接触し、陰極側部において酸化剤と接触する。重合体電解膜は、領域を分離 する可燃性期待と酸化剤をそれぞれ含む領域を相互に分離する。爆発様反応を引 き起こす可能性のある可燃性気体と酸化剤の相互直接接触を防止するために、気 体空間を相互に信頼度高く密封することが保証されなければならない。この点に おいて、問題は、特に、優れた拡散性を備えた可燃性気体である水素に対する気 密を提供することにある。 燃料電池内におけるガス交換が膜の縁に沿って起こる可能性を防止するために 、従来、次の措置がとられている。即ち、従来型の膜-電極ユニットの製造に際 して、電極間の膜をサンドイッチ状にすることによって、膜がそれぞれの側にお いて電極部分を充分越えた距離だけ突出するように膜および電極の寸法が選定さ れる。従って、従来型の膜-電極ユニットは膜の縁部分が電極材料で覆われない ような膜を有する。例えば、伸張したPTFEのような平らな密封材が、膜の両 側において膜の突出部分を覆うように、膜-電極ユニットの周囲の周りに取り付 けられる。例えば、方形の膜-電極ユニットの場合には、フレームが少なくとも 部分的に膜の突出部分を覆うように、膜の両側に、方形フレームが押し付けられ 、及び/又は、接着的に取り付けられる。これらの従来型膜-電極ユニットは、 一方において、陽極と陰極と膜をそれぞれ別々に裁断し、その後で、それぞれの 膜-電極ユニットに個別に精密に適合するように組み立てなければならないので 製造が複雑であるという欠点を含む。方眼紙様材料を使用して膜-電極ユニット を安価に製造することは不可能である。更に、密封材は別々に裁断しなければな らず、後で、精密に適合するように取り付けなければならない。 従来型の膜-電極ユニットの更に別の欠点は当該ユニットを燃料電池に取付け る際に明白となる。燃料電池内では、膜-電極ユニットとセルを画定する双極プ レートとの間の少なくとも陽極の側部に気密空間を備えなければならない。従来 、この場合には、密封リングまたは細片が膜-電極ユニットと双極プレートとの 間 に用いられ、数個のセルはそれぞれ直列にクランプされ、可燃性気体の共同供給 を受ける。気密空間はこのように一緒にクランプされた場合に限り形成される。 漏洩が起きた場合には、漏洩場所の特定が困難であり、ただ1個のセルだけを除 去することは不可能であり、漏洩場所を含む一緒にクランプされたユニットを除 去することが可能である。これは、動作上のかなりの消耗を生じ、燃料電池の稼 働時間を失うことになる。 膜-電極ユニットに押し付け密封フレームを使用しない場合もあり得る。この 場合には、ユニットを燃料電池内に設置する際に、電極材料によって覆われてい ない膜の部分と隣接双極プレートとの間に密封リングをクランプすることにより 密封が実施される。両方の場合に、電極材料と密封材料との間に間隙を生じ、特 に、膜が薄いか、或いは、壊れ易い場合には、配置構造を機械的衝撃に対して弱 くする。更に、膜-電極ユニットが完全に平坦にクランプされていない場合には 、膜が金属製の電流取り出し導体に接触する危険性がある。この場合、金属は、 酸性膜によって部分的に除去されることがあり得る。金属イオンが膜に入り、膜 の導電性を損なう。 本発明は上記の欠点の克服を可能にする。 本発明の目的は重合体電解膜燃料電池用に膜-電極ユニットを利用可能にする ことにある。この場合、膜と双極プレートとの間に気密空間が形成されるように 少なくとも一方の側に双極プレートが接続可能である。 本発明の他の目的は膜-電極ユニット/双極プレート組立て体の気密性を個別 にテスト可能にするように膜-電極ユニットを利用可能にすることにある。 本発明の更に別の目的はこの種の膜-電極ユニットを製造する簡単かつ安価な 方法を利用可能にすることにある。 これらの目的は、請求項1に基づく膜-電極ユニット、および、請求項14に 基づく膜-電極ユニットの製造方法によって達成される。 本発明の好ましい展開についてはそれぞれ従属する請求の範囲に指示されてい る。 本発明にもとづいて膜-電極ユニットを製造するには、陽極、陰極、及び、膜 は別々に裁断することなく、個々の部分を相互に接続し、例えば製紙の場合のよ うなロール方式によって、陽極材料、陰極材料、及び、膜材料で構成される層材 料が製造される。これにより、方眼紙様材料が提供され、この材料から、個々の 膜-電極ユニットが、裁断、打ち抜き、または、1動作で所要サイズにすること のできる他の方法によって切り放される。このようにして得られた膜-電極ユニ ットは、端面は別として自由な膜部分を持たず、膜の両面が陽極材料と陰極材料 によって、それぞれ、完全に覆われる。必要に応じて、膜-電極ユニット内に、 同様に1動作で製造可能な通路を形成することができる。 本発明に基づき膜-電極ユニットを製造するために用いられる膜、電極、及び 、触媒は、対応する目的のために一般に使用される従来の材料と同じである。電 極、即ち、陽極と陰極としては、例えば、電極部分に平行かつ垂直な任意の配置 の触媒を含むカーボン紙または黒鉛化した布地の拡散電極を使用できる。しかし 、カーボン紙または黒鉛化した布地代りに、炭素繊維材料の非網目布地も同様に 使用できる。触媒としては、例えば炭素に被覆した白金が使用できる。電極は、 触媒層のみ、拡散層の一部分、または、拡散層全体全体を含んでいても差し支え ない。この代替案として、触媒を膜の表面に塗布することも可能である。膜とし ては、通常のイオン導通重合体、例えば、ナフィオンまたは硫化ポリエーテルエ ーテルケトンケトン(Hoechst社から入手可能なPEEKK)が有利に使 用される。 方眼紙様材料の形の膜-電極ユニットは処理条件の下で従来型と同様に、個々 の膜-電極ユニットとして製造できる。本発明の場合には、電極材料のウェブが Hの形で存在する重合体電解膜のウェブの各表面上に配置され、その後で、 好ましくは約30barから500barまでの圧力、最大250℃の温度で巻 き取られる。一般的な圧力は約80から250barまでの間、温度は約80か ら120℃までの間である。電極材料が触媒的活性層を含む場合、例えば、膜と 接触している触媒的活性層のように当該膜上に巻き取らなければならない。 代替案として、最初に1つの電極を供給し、第2の動作で第2の電極を供給す ることも可能である。 膜-電極ユニットはこの膜-電極層材料から、1つの動作で所要寸法に切り出さ れ、各膜-電極ユニットの少なくとも周辺の周りにおいて、膜と電極、または、 電極相互を気密様式で接続する密封縁が形成され、更に、双極プレートへ気密様 式で接続される。ここで使用される用語「膜-電極ユニット」は、本発明では、 陽極、陰極、及び、膜材料の密封縁なし或いは密封縁付き層材料部材を意味する 。この場合、端面は別として、電極材料によって覆われていない本来の膜部分は 存在しない。密封エッジ縁は、密封剤を持つことによって供給される。例えば、 プラスチック材料またはプラスチック材料の混合物が膜-電極ユニットの周囲に おいて電極の縁部分に浸透し、電極の孔が実質的に満たされ、気体を通さない状 態になる。プラスチック材料、好ましくは熱可塑性プラスチック材料または低粘 度の硬化可能な液体プラスチック材料は毛細管作用によって電極に浸透し、その 後で、硬化するか、或いは、液体の形の、即ち溶融した、非硬化または溶媒に溶 解したプラスチック材料は、なるべく、必要圧力(好ましくは、200barま で)を使用し、及び/又は、適当なデバイス内で温度を上げることによって電極 に押し込まれ、このようにして、電極の孔が満たされる。必要に応じて、孔から 空気を除去し、密封剤の浸透を容易にするために事前に排出を実行することが出 来る。好ましいプラスチック材料はポリエチレン、ポリプロピレン、及び、ポリ アミド、並びに、エポキシ樹脂、シリコーン、及び、ポリエステル樹脂である。 プラスチック材料がそこを通って浸透する電極の縁部分の濡れることを強化する ために、 プラスチック材料を用いて電極の縁部分を処理する以前に、プラスチック材料用 の溶媒を用いてその部分を濡らすか、または、表面においてその部分を僅かに機 械加工することが可能である。電極の炭素材料のそれぞれの領域を部分的に酸化 することも同様に有利である。 膜-電極ユニットの周囲の周辺にこのようにして形成された密封縁は、電極の 縁部分における気体通路を「詰まらせる」ことにより、電極から「放射状に」外 側に向かって反応気体が排出されることを防止し、更に、電極の縁部分を一緒に 貼りつけ、電極の縁部分を膜部分に接着することによって気密を供給する。 膜-電極ユニットの縁が存在する全ての領域、例えば、同様に、多くの場合に 気体、水、または、締付けねじを通すために必要な膜-電極ユニットの活性領域 を通過する通路においてもこの種の密封は提供可能である。 代替案として、膜-電極ユニットの周囲の周辺において端面が実質的に同一面 となるように密封フレームを付けるか、または、通路を完全に又は部分的に密封 フレームにより裏打ちするかによって、密封縁は提供可能である。密封フレーム 用として可能な材料は、好ましくは、プラスチック材料またはプラスチック材料 の混合物、特に、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、及び、ポリアミドの ような熱可塑性プラスチック材料、または、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン 、または、ポリエステル樹脂のような硬化可能なプラスチック材料である。密封 フレームは、膜の端面、または、電極および膜の少なくとも一方の端面に堅固に 接続して気密様式において接着するように取り付けられる。 必要な通路は密封縁自体に直接提供することも可能である。 2種類の密封縁代替材料の混合形成物、即ち、電極材料の内に部分的に、かつ 端面において部分的に形成される密封縁が可能である。 周囲において密封され、なるべく、通路においても密封される膜-電極ユニッ トは双極プレートに接続される。原則として、双極プレートは電極に直接接触す ることなく、電極と双極プレートとの間に自由空間を残しておかなければならな い。ここには、反応気体の配分を強化するために、電極の表面を横断して例えば 、網目組織体のような気体導通構造体を備えることができる。この自由空間は、 密封縁を、電極表面と同一面内に終端させることなく電極表面を越えて突出する ように設計することにより、提供可能である。突出した密封縁を備えた電極の場 合には、例えば、気密接着により、平坦な双極プレートを密封縁に接続しまたは 、燃料電池スタック内で永久圧力の下に押し付けることにより、気密性を与える 事が出来る。密封縁が電極表面と同一面内で終端する場合には、気体導通構造を 適用しようとする部分を膜-電極ユニットの密封縁に気密様式で接続される部分 より薄くした双極プレートを使用することができる。例えば、機械加工した溝を 備えた黒鉛プレートのような集積気体導通構造を含む双極プレートは突出した密 封縁を一切必要としない。 本発明に基づく膜-電極ユニットの密封構造は一般に全ての反応気体に適用可 能である。ただし、一方では水素の拡散性が非常に良好であり、そのために、密 封作用に非常に大きい問題を提起し、他方において、水素は非常に反応的であり 、漏洩のある場合にかなりの難問を提起するので、特に有利な様式において燃料 電池の水素側に使用できる。 電極縁部分への密封剤の導入による密封縁の形成、並びに、通路を囲む電極部 分への密封剤の導入による通路の密封は、端面と同一面内において終端されてい るかどうかに関係なく、多孔性電極を備えたあらゆる膜-電極ユニットにおいて 原理的に可能である。特に、本発明に基づいた密封は、膜-電極ユニットの外側 の周囲を対象として選定された密封のタイプには無関係に、通路に対しても同様 に可能である。 本発明の特に好ましい実施例について、次の図面を参照して、説明することと する。 図1は密封縁なしの状態における本発明に基づいた膜-電極ユニットの横断面 を示す。 図2は本発明に基づいた電極-膜ユニットの平面図である。 図3は従来の技術に基づいた膜-電極ユニットの横断面を示す。 図4は本発明の実施例に従い密封縁および通路を備えた膜-電極ユニットの横 断面を示す。 図5は本発明の実施例に従い密封縁、通路、及び、双極プレートを備えた膜- 電極ユニットの横断面を示す。 図6は本発明の他の実施例に従い両側に取り付けられた双極プレートと組合わ された密封縁を備えた膜-電極ユニットの横断面を示す。 図7は本発明の更に別の実施例に従い一方の側の双極プレートと組合わされた 膜-電極ユニットの横断面を示す。 図8は双極プレートへ接続された突出した密封縁を備える本発明に基づく膜- 電極ユニットの横断面を示す。 図9は本発明に基づき双極プレートへ接続された同一平面内終端密封縁を備え た膜-電極ユニットの横断面を示す。 図10は本発明に基づき密封縁内に通路を備えた膜-電極ユニットの横断面を 示す。 図11は本発明に基づき密封縁内に通路を備えた膜-電極ユニットの平面図で ある。 図12は燃料電池スタックに取り付けられ、本発明に基づく膜-電極ユニット を備えた燃料電池の横断面を示す。 膜-電極ユニット1は、膜2と、この膜の一方の表面に付着した陽極3と、こ の膜のもう一方の表面に付着した陰極4とによって構成される。前記の膜に対面 する電極のそれぞれの側部は触媒を含む。図3に示す従来型の膜-電極ユニット の場合には、陽極3と陰極4の寸法は同じであるが、膜2はかなり大きいので、 前記の縁部分25が積層に際して形成され、この縁部分は多孔性の電極材料によ って覆われることがなく、従ってこの部分に密封材を塗布することができる。た だし、この種の構造は簡単かつ迅速な製造方法の適用を可能にしない。 本発明によれば、膜-電極ユニット材料の大きい領域を持った部料またはウェ ブを製造し、次に、前記部材を所用サイズの膜-電極ユニットに分割するおとに よって膜-電極ユニットは簡単かつ迅速に製造可能である。ただし、このように して得られた個別の膜-電極ユニットは、図1に示すように、電極材料によって 覆われない端面以外には膜領域を持たない。従って、電極の多孔性の故に従来型 の密封材は塗布出来ない。 本発明によれば、膜2と陽極3と陰極4の各端面が同一平面を形成するような 膜-電極ユニット1は、例えばプラスチック材料のような陽極3の縁部分6’お よび陰極4の縁部分7’に浸透する密封剤によって密封される。縁部分6’およ び7’は、単に、密封剤が浸透すると推定される領域を画定するに過ぎない。密 封剤は、多孔性電極の孔を充填し、膜に気密接着を提供する。従って、反応気体 が分子の形で電極から「放射」方向に排出すること、または、電極と膜との間の インタフェースに沿って排出することが防止される。 本発明に基づく膜-電極ユニットの密封縁部5は、形状と寸法に関して異なる 設計であっても差し支えない。図4は、その中で、密封縁部5の陽極側部分6、 即ち、陽極の縁部分6’に浸透する密封縁5の部分が、膜から遠ざかる方向に向 いた陽極3表面と同一平面内で終端し、他方、密封縁部5の陰極側部分7、即ち 、陰極の縁部分7’に浸透する密封縁5の部分が、膜から遠ざかる方向を向いた 陰極4の表面を越えて突き出た突出部分9を含む膜-電極ユニットを示す。更に 、 この膜-電極ユニットは、密封縁部5’を有する通路28即ち、陽極側密封縁部 26、および、陰極側密封縁部27を含む。密封縁部5’の陰極側部分27は、 膜から遠ざかる方向を向いた陰極の表面を越えて突出する。図4に示す実施例に おいて、通路28と密封縁部5’は両方とも膜-電極ユニット1全体を貫いて伸 延する。同様に、密封剤も膜2内に拡散する。ただし、通路、及び/又は、密封 縁部は電極内で終端しても差し支えない。例えば、水素は、陽極内で部分的に密 封縁の無い通路を経て陽極に供給可能であり、同様に前記陽極内に拡散可能であ る。代替案として、以下に更に詳細に解明されるはずであるように、通路は密封 縁部において一体構造を形成しても差し支えない。 図2は、図4に示す実施例を陰極側からの見た平面図である。この図に示す膜 -電極ユニットは正方形である。ただし、他の形状であっても差し支えない。図 2に示すように、陰極は、周囲全体および通路28において密封され、かつ密封 縁部の突出部分9の内側の自由陰極部分13を有する。この種の自由部分は、緩 やかに拡散する性質の反応気体を使用するか、或いは、不活性ガスによる強度の 希釈を行う場合に原則的に必要な、それぞれの電極における気体導通構造の使用 を可能にする。優れた拡散性を備えた水素が使用される場合には、気体導通構造 を省略可能であることが多い。従って、可燃性気体としてHが用いられる場合に は、陽極の側部に双極プレートを取り付けて、気体導通構造を介在させることな しに陽極3上で直接燃料電池を完成させることが可能であり、その結果、図4に 示すように、密封縁部5の陽極側部分6を陽極表面と同一面内で終端させること ができる。 図5は、陽極側部に双極プレート14を備えた本発明に基づく膜-電極ユニッ ト1を示す。双極プレート14は、例えば接着により、密封縁の突出部分8に気 密様式で接続され、従って、膜2と陽極側密封縁部6と双極プレート14との間 に気密空間が形成される。密封剤自体によって接着されることが好ましい。膜- 電極ユニットおよび双極プレート14は、可燃性気体をそれぞれ供給および排出 するために、それぞれ、通路28および24を備える。密封縁部の双極プレート 14と陽極3と突出部分8との間には、例えば格子様網組織の気体導通構造18 を提供する余裕がある。図5に示す実施例において、密封縁部5’が通路28の 周りに形成され、膜から遠ざかる方向に向いた陽極表面を越えて、膜-電極ユニ ットの周囲に形成された密封縁部5と同じ範囲まで突出する。従って、双極プレ ート14は、密封縁部5’によって追加的に更に支持される。通路28を流れる 水素は、その一部が密封縁部5の開口部を経て燃料電池の気体導通構造18に流 入し、また、他の一部が双極プレート14内の通路24を経て近隣セルへ通過す る。このようにして水素(または、他の気体)を導入することは、通路が膜-電 極ユニットの周囲における密封縁部と一体構造として構成されている場合にも同 様に可能である。 陰極における酸化剤の供給も同様にして可能である。 密封縁部5を形成するためには、電極縁部分の孔に浸透可能であり、燃料電池 の運転状態において実質的に不変の状態で残存可能であり、反応気体の排出に対 する障壁を形成可能であれば任意の密封剤を使用できる。特に硬化可能なプラス チック材料、並びに、なるべく事前に真空にした後で、温度、及び/又は、圧力 を上昇させることにより、電極の画定された部分における電極の孔に浸透させる ことが可能なプラスチック材料が適する。 密封縁部を形成するには、例えば、そこには密封縁部が形成れないはずの電極 部分、および、なるべく、流し込み型との境界を形成する通路を備えた部分を有 する、適正寸法に切断または打ち抜きされた1個の膜-電極部材を流し込み型内 に置く。次に、プラスチック材料、例えば、熱によって液化した熱可塑性材料を 液状で充満させ、好ましくは最高200barまで圧力を加えて、制限されてい ない電極部分における電極の孔に押し込む。電極表面と同一平面内で終端する密 封縁部を形成することが望ましいか、または、電極表面を越えて突出した密封縁 が望ましいかによって、成形工具の設計を対応的に選定しなければならない。 通常寸法(約3cmから1,600cm)の膜-電極ユニットの場合には、幅 が0.3cmから1cm、一般に0.5cmの密封縁部を作ることが好ましい。 密封縁の突出部分の高さは、できるだけ、電極に取り付けるための気体導通構造 体の厚さに依存することが望ましい。 温度を上げることによって液化させたプラスチック材料を、圧力をかけること によって、電極の孔に導入または圧入するためのへ代替案としては、低粘度の硬 化可能な液体プラスチック材料を使用し、毛細管作用によって電極の縁部分の孔 に浸透させた後で硬化させることも可能である。 適当な硬化プラスチック材料は、特に、エポキシレジン、シリコーン、および 、ポリエステルレジンであり、適当な熱可塑性材料は、特に、ポリエチレン、ポ リプロピレン、及び、ポリアミドである。 下記において、本発明に基づいて膜-電極ユニット1を製造する一例を次に述 べる。 Gore&Associates,Inc.社のGore Select膜、 Magnet Motor GmbH社の特許出願P19 544 323.3 に基づく陰極、および、通常の陽極で構成される膜-電極材料は約90x50m mの寸法に裁断される。前述の特許出願に基づく陰極は、煤とポリテトラフロオ ロエチレン(この場合の質量比は5:1)に実質的に均質に含浸させた炭素繊維 の非網目状織物の気体拡散電極である。この場合に使用される触媒は炭素上のプ ラチナである。膜は電極によって完全に覆われる。裁断された膜-電極ユニット は、流し込み型内に置かれ、前記型の底表面は約5mmの幅全体に亙って周囲よ りも約0.3mm低くされる。膜-電極ユニットは、その縁部分が、流し込み型 の底表面に直接接触しない。ベースプレートに対応するが膜-電極ユニットに関 して鏡像となるように配置された形状の特殊鋼板が膜-電極ユニット上に置かれ る。従って、他方の表面を下にして置かれた膜-電極ユニットは、幅約5mmの 縁部分において流し込み型と直接接触しない。ベースプレートおよびカバープレ ートの代りに、双極プレートを使用しても差し支えなく、こうすれば、膜-電極 ユニットが双極プレートに接着すると同時に密封縁を形成する。流し込み型はプ ラスチック材料を導入するための穴を備え、この穴を通って、Kommerli ng社(ドイツ)のエポキシ樹脂Korapox 439、または、Dr.Wi edeking社のDDをベースとする2成分ワニスCFMによって流し込み型 の自由容積が満たされる。同様に、Rhenatech GmbH社のエポキシ 樹脂流し込みコンパウンド5100/5620 GAも非常に適した材料である 。これらのプラスチック材料は、毛細管作用により、主として覆われていない電 極部分の電極の孔へ徐々に入る。従って、ポットライフ期間中、数回の充填段階 が必要である。その後で、プラスチック材料は約60℃の温度で硬化され、完成 した膜-電極ユニットが成形型から取り出される。このようにして、陽極領域に おける密封縁6および陰極領域における密封縁7を備えた膜-電極ユニットが平 静形成され、これらの密封縁は幅が約5mmであって、電極の表面を越えて約0 .3mm突出する。 膜2の材料、使用される密封剤、および密封縁部が生成される条件(圧力、温 度)に応じて、密封剤も膜内に浸透し、それによって、図6に示すように膜の密 封剤充填部分10を形成する。密封縁の必要な修正程度に応じて、それぞれ特定 の場合において必要とされる反応条件は、選定された材料に従って予備テストを 実施することにより専門家によって容易に決定可能である。部分的に膜2に浸透 する密封縁部5を備えた膜-電極ユニット1は、反応気体の排出または侵入に対 して著しく高い抵抗性を有する。本発明に基づく膜-電極ユニット単位1の実施 例は、図6に示すように、陽極の側部に取り付けられた双極プレート14および 陰極の側部に取り付けられた双極プレート15を備え、その結果として、膜2と 陽極側密封縁6と双極プレート14との間、および、膜2と陰極側密封縁7と双 極プレート15との間にそれぞれ形成された気密空間を有する燃料電池を形成す る。密封縁のそれぞれの突出部分8と9との間には、それぞれ気体導通構造18 および19を収容するための空洞が有る。 本発明に基づく膜-電極ユニット単位1の密封縁5の代替実実施例を図7に示 す。この場合に密封縁縁5は、電極材料の孔に浸透しないか、または、僅かに部 分的浸透するが、膜の端面、膜、および、電極、または、電極の一部、または、 図7に示すように、膜-電極ユニット全体の周囲に付着する。この種の実施例に おいては、密封材料と膜と電極材料それぞれの間の接着は反応気体の排出を防止 するに充分にな堅固さと気密性を備えることが保証されなければならない。密封 縁5を形成するために使用可能な材料は、主として、例えば、密封縁の第1の実 施例に適するラスチック材料のようなプラスチック材料である。非常に薄い膜2 の端面上での付着を確実に保証するためには、例えば、SiOを沈澱させる接合 剤のような接合剤11を、密封縁5の形成以前に塗布するか、または、膜の端面 を僅かにエッチングすることができる。この実施例は幾分厚い膜に(約100μ mを最小厚さとして)特に適するが、これに反して、電極縁部分の孔への密封剤 浸透によって形成される密封縁は、好ましい方法において、任意に薄い膜(例え ば、5μm)に適用できる。 端面上への密封縁の適用は電極の縁部分における密封縁の形成に類似した方法 で行われる、即ち、その中で密封縁が形成されるべきこれらの部分に密封剤を導 入するために流し込み型に残されている余地内に適当な大きさの1つの膜-電極 部材を置き、密封剤を導入し、その後で凝固または硬化させる。密封縁がその中 に通路を備える場合には、密封剤が通路部分に全然入らないか、または、殆ど入 らないようにる流し込み型が設計されなければならない。これは、例えば、ピン を用いて密封剤を弱く接着させ、その後で容易に取り外すことによって達成でき る。通常の大きさの膜-電極ユニットの場合には端面に適用される密封縁の幅は 、約0.2cmから1cm、好ましくは0.5cm以下である。 膜2および電極3、4の端面にの密封縁を形成する場合には、適当な反応条件 の場合、図7に破線で概略を示すように、端面密封縁と電極の縁部分6’、7’ における密封縁の結合が得られるように密封剤も電極の縁部分に浸透可能である 。 図8と9は、気体導通構造を収容するための空洞を形成する代替可能性を示し 、図8は既に述べた突出した縁部分を有する設計の可能性を示す。図9に示す実 施例において、それぞれ陽極および陰極上の密封縁6および7は陽極と陰極の表 面と同一面内でそれぞれ終端する。一方、双極プレート14は、それぞれ、薄い 中央部分と厚い縁部分16および17とを有し、縁部分の厚さと中央部分の厚さ との間の差によって気体導通構造を収容するために利用可能な空間の高さが画定 される。縁部分16と17の幅は密封縁5の幅に従って選定されることが好まし い。 密封縁5と双極プレート14、15との間の特に堅固な接着を達成するために 、密封縁の突出部分8、9は追加接着剤、例えばシリコーンを受け入れるための 凹部29を備えても差し支えない。 反応気体または冷却剤を供給するため、、または、取付けデバイスを取付ける ために、気体の排出または侵入に対して密封されなければならない1つまたは複 数の開口部または通路を膜-電極ユニット内に設けることが必要である場合が多 い。図4および5に示すように、これらの通路はそれぞれ個別に密封されても差 し支えなく、その場合、密封剤で満たされた部分5’によって密封されたただ1 つの通路だけが設けられる。数個の通路が必要な場合には、これらの通路は、共 同で密封された密接に近接した通路の1つまたは数個のグループを形成するよう に結合可能である。即ち、1つのグループに属する通路は、密封剤で満たされた 部分5’によって、相互に、および、膜-電極ユニットの活性領域から分離され る。 ただし、この実施例に関して、膜-電極ユニットの部分的な領域は通路および その密封用に利用されなければならず、そうでなければ、活性領域として利用可 能である。活性領域におけるこの損失は、通路が、図10および11に一例とし て示すように膜-電極ユニットの周囲において密封縁内に一体構造化されれば回 避できる。 図10は、膜-電極ユニットの外側周囲において膜2、陽極3、陰極4、およ び、密封縁5を備えた膜-電極ユニットを示し、この場合、密封剤は陽極3およ び陰極4の縁部分に浸透し、それによって、それぞれ密封部分6および7を形成 する。密封縁5は陽極表面を越え、かつ陰極表面を越えて突出する。密封剤だけ で構成される密封縁部分には、膜-電極ユニットの平面に実質的に垂直に伸延す る通路30を備える。陽極表面を越えて突出する密封縁5の部分のレベルにおい て、図11から分かるように、水平マニフォルド通路、即ち、膜-電極ユニット に平行に伸延するマニフォルド通路が分岐する。図11は、陽極側部(双極プレ ート14無しなで)から見た図10による膜-電極ユニットの平面図を示す。こ れらのマニフォルド通路は、主としてその製造が簡単であるという理由から、密 封縁5の陽極側表面における溝31の形をとり、陽極表面と気体導通構造を含む 双極プレート14との間の空間に開口する。溝または波形31は、適切に設計さ れた流し込み型を利用して、密封縁5の形成に際して当該密封縁の表面に形成さ れるか、または、例えば、フライス削りにより、密封縁内に、後で形成可能であ る。双極プレート14は、通路30上の位置に通路24を備え、残りの部分に関 しては、溝31および陽極上の気体導通構造18用の空間を気密構造で終端させ る。従って、通路30を流れる水素は、一方においては陽極3の溝32を経て供 給可能であり、他方においては、双極プレート14内の通路24を経て近傍のセ ル内に流入可能である。密封縁と双極プレート間の特に堅固な接着を提供するた めに、密封縁は、その中に追加接着剤を導入するための凹部29を備える。 本発明に基づき密封縁内に通路を備えた膜-電極ユニットは、既に説明したよ うに、通路なしの密封縁用として製造可能であり、この場合、後続する通路およ び溝の部分は密封剤が入らないように成形型との境界を画定しなければならない 。代替案として、先ず通路、及び/又は、溝なしの密封縁を提供し、仕上げた密 封縁に、例えば、ドリリング、パンチング、または、フライス削りによって、前 記と同じ方法を適用することも可能である。 図12は、本発明に基づく膜-電極ユニット1を有する燃料電池を含む燃料電 池スタックの切断面を示す。図に示す燃料電池スタックにおいて、酸素は、閉じ て密封された酸化剤空間には導入されないが、双極プレートと陰極との間に必要 な距離が保持されていることを保証する格子様網目組織を備え、セルの境界を構 成する双極プレートと近傍セルの陰極表面との間にファンによって送られる。膜 2、陽極3、陰極4、及び、双極プレート14(水素用の気体通路20を備える )で構成された図12に示すユニットは、燃料電池スタックの作動寿命中に任意 の場所で水素漏れが起きた場合、問題なしにスタックから個別に除外可能であり 、それぞれ個別のセルの陽極空間の堅固さを個別にチェックできる。 従って、本発明は、簡単かつ安価な方法において膜-電極ユニットの製造を可 能にし、当該ユニットは、双極プレートと組合わされて気密電極空間の形成を可 能にする。各燃料電池において、気密電極空間は、その気密性について、個別に チェックできる。 参照番号表 1 膜-電極ユニット 2 重合体電解膜 3 陽極 4 陰極 5 膜-電極ユニットの周囲における密封縁 5’ 通路28周りの密封縁 6’ 密封剤が浸透する陽極周囲における密封縁 6 封縁5の陽極側部分 7’ 密封剤が浸透する陰極周囲における縁部分 7 密封縁5の陰極側部分 8 陽極表面を越えて突出する密封縁5の部分 9 陰極表面を越えて突出する密封縁5の部分 10 密封剤で充満した膜エッジ縁部分 11 接合剤 13 密封−縁−自由陰極部分 14 陽極側双極プレート 15 陰極側双極プレート 16 陽極側双極プレートの厚くした縁部分 17 陰極側双極プレートの厚くした縁部分 18 陽極側部における気体導通構造 19 陰極側部における気体導通構造 20 双極プレート14における水素用気体通路 21 水素供給 22 水素排出 23 密封縁5’における開口部 24 双極プレート14内通路 25 電極材料で覆われていない膜縁部分 26’通路28周りの陽極側縁部分 26 密封縁5’の陽極側部分 27’通路28周りの陰極側縁部分 27 密封縁5’の陰極側部分 28 膜-電極ユニットを貫く通路 29 双極プレートに接合するための接着剤を受入れるために密封縁に設けられ た凹部 30 密封縁5を貫く通路 31 密封エッジ縁5内の溝
【手続補正書】特許法第184条の8第1項 【提出日】平成11年3月15日(1999.3.15) 【補正内容】 請求の範囲 1. 重合体電解膜(2)と膜の一方の表面上に配置された陽極(3)と膜の もう一方の表面上に配置された陰極(4)とを有する重合体電解膜燃料電池(8 )用の集積密封縁(5)付き膜-電極ユニット(1)において、 膜(2)の両面が電極(3、4)によって実質的に完全に覆われ、膜-電極ユ ニット(1)の周囲の周辺に密封縁(5)が備えられ、 少なくとも1つの電極の孔が縁部分において実質的に満たされるように、前記 密封縁(5)が電極(3、4)の少なくとも1つの縁部分(6’、7’)に貫入 し、膜(2)の前記縁部分(6’、7’)と接触している部分に付着し、及び/ 又は、 前記膜(2)の少なくと端面に付着することを特徴とするユニット。 2. 請求項1に記載の膜-電極ユニット(1)において、 少なくとも1つの通路(28)を有し、少なくとも部分領域内において、密封 縁(5’)が備えられ、 少なくとも1つの電極の孔が縁部分において実質的に満たされるように、前記 の密封縁が電極(3、4)の少なくとも1つの通路を囲む縁部分(26’、27 ’)に貫入し、膜(2)の前記縁部分と接触している部分に付着し、及び/又は 、 前記膜(2)の少なくとも端面に付着することを特徴とするユニット。 3. 請求項1または2のいずれかに記載の膜-電極ユニット(1)において 、 前記の膜-電極ユニットの周囲の周辺の密封縁(5)内に少なくとも1つの通 路(30)を有することを特徴とするユニット。 4. 請求項3に記載の膜-電極ユニット(1)において、 密封縁(5)がそこに、少なくとも1つの電極または電極空間に反応気体を供 給するために前記通路(20)と導通する少なくとも1つの手段(31)を形成 することを特徴とするユニット。 5. 請求項4に記載の膜-電極ユニット(1)において、 前記の少なくとも1つの手段(31)が密封縁(5)の表面に溝を備えること を特徴とするユニット。 6. 請求項1から5までの任意の項に記載の膜-電極ユニット(1)におい て、密封縁(5)が陽極(3)の縁部分(6’)に貫入し、前記の縁部分(6’ )に接触している膜(2)部分に付着することを特徴とするユニット。 7. 請求項1から6までの任意の項に記載の膜-電極ユニット(1)におい て、 密封縁(5)が陽極(3)の少なくとも端面と、膜(2)の端面に付着するこ とを特徴とするユニット。 8. 請求項1から7までの任意の項に記載の膜-電極ユニット(1)におい て、 密封縁(5、5’)が少なくとも1つの電極(3、4)の前記の膜から遠ざか る方向に向いた表面と同一面内において終端することを特徴とするユニット。 9. 請求項1から7までの任意の項に記載の膜-電極ユニット(1)におい て、 密封縁(5、5’)が少なくとも1つの電極(3、4)の前記の膜から遠ざか る方向に向いた表面を越えて突出することを特徴とするユニット。 10. 請求項9に記載の膜-電極ユニットにおいて、 密封縁(5)の突出部分内に接着剤を受け取るための凹部(29)を備えるこ とを特徴とするユニット。 11. 請求項1から10までの任意の項に記載の膜-電極ユニット(1)に おいて、 密封縁(5、5’)がプラスチック材料かたはプラスチック材料によって構成 されることを特徴とするユニット。 12. 請求項11に記載の膜-電極ユニット(1)において、 プラスチック材料が熱可塑性プラスチック材料または硬化可能プラスチック材 料であり、前記材料が、それぞれ、溶融状態において、または、硬化以前におい て、毛細管作用により、少なくとも1つの電極(3、4)の孔に浸透することが できる程度に十分に液状であり、かつ十分に低粘度であることを特徴とするユニ ット。 13. 請求項11に記載の膜-電極ユニット(1)において、 プラスチック材料が、周囲温度または高温において、少なくとも1つの電極( 3、4)の孔に圧力の下で貫入可能である程度に十分に液状であり、かつ十分に 低粘度であることを特徴とするユニット。 14. 請求項11から13までの任意の項に記載の膜-電極ユニット(1) において、 プラスチック材料がポリエチレン、ポリプロピレン、または、ポリアミドであ ることを特徴とするユニット。 15. 請求項11から13までの任意の項に記載の膜-電極ユニット(1) において、 プラスチック料がエポキシ樹脂、シリコーン、または、ポリエステル樹脂であ ることを特徴とするユニット。 16. 請求項3から15までの任意の項に記載の膜-電極ユニット(1)に おいて、 少なくとも陽極(3)の密封縁(5)が水素気密様式において双極プレート( 14、15)に付着することを特徴とするユニット。 17. 重合体電解膜燃料電池用の集積密封縁(5)付き膜-電極ユニット (1)を製造する方法において、 それぞれの間に配置される陽極材料(3)と陰極材料(4)と重合体電解膜材 料(2)とで構成される膜-電極層材料を供給するステップと、 前記層材料を所要の膜-電極ユニット(1)を製造するために適した寸法に裁 断し、前記の裁断済み膜片(2)の両面を実質的に完全に電極(3、4)によっ て覆うステップと、 前記の膜片の周囲の周辺に密封縁(5)を形成するステップと、 少なくとも1つの電極(3、4)の縁部分(6’、7’)に密封剤を貫入させ ることによって、密封縁(5)が少なくとも1つの電極(3,4)の縁部分(6 ’、7’)に貫入し、縁部分(6’、7’)と接触している膜(2)の部分に付 着するように、少なくとも1つの電極(3,4)の孔が前記の縁部分において実 質的に完全に充満するステップと、及び/又は、 少なくとも1つの電極(3,4)の端面、および、膜(2)の端面へ密封剤を 供給することによって、密封縁が前記膜(2)の少なくとも端面に付着するステ ップとを含む方法。 18. 請求項17に記載の方法において、 通路(28)を形成するステップと、 少なくとも1つの電極(3、4)の通路を囲む縁部分(26’、27’)の少 なくとも部分的領域に密封縁(5’)を形成するステップと、 少なくとも1つの電極(3、4)の縁部分(26’、27’)に密封剤を貫入 させることによって、密封縁が縁部分に貫入し、縁部分と接触している膜(2) の部分に付着するように、少なくとも1つの電極(3,4)の孔が前記の縁部分 において実質的に完全に充満するステップと、及び/又は、 少なくとも1つの電極(3,4)の端面、および、膜(2)の端面へ密封剤を 供給することによって、密封縁が前記膜(2)の少なくとも端面に付着するステ ップとを含む方法。 19. 請求項17または18に記載の方法において、 膜-電極ユニット(1)の周囲の周辺の密封縁(5)内に少なくとも1つの通 路(30)が形成されることを特徴とする方法。 20. 請求項19に記載の方法において、密封縁(5)内において、少なく とも1つの電極または電極空間に反応気体を供給するために通路(3)と導通す る少なくとも1つの手段(31)が形成されることを特徴とする方法。 21. 請求項20に記載の方法において、少なくとも1つの手段(31)が 、密封縁(5)の表面における溝の形で提供されることを特徴とする方法。 22. 請求項17から21までの任意の項に記載の方法において、密封縁( 5、5’)が熱可塑性または硬化可能プラスチック材料を用いて形成されること を特徴とする方法。 23. 請求項22に記載の方法において、ポリエチレン、ポリプロピレン、 または、ポリアミドはがプラスチック材料として用いられることを特徴とする方 法。 24. 請求項22に記載の方法において、エポキシ樹脂、シリコーン、また は、ポリエステル樹脂がプラスチック材料として用いられることを特徴とする方 法。 25. 請求項22から24までの任意の項に記載の方法において、 プラスチック材料を電極(3、4)の少なくとも1つの縁部分(6;7’;2 6’;27’)と接触している液体の形にすること、および、凝固させるか、ま たは、硬化させることによって密封縁(5、5’)が形成されることを特徴とす る方法。 26. 請求項22から25までの任意の項に記載の方法において、 プラスチック材料を膜(2)の少なくとも端面と接触している液体の形にする こと、および、凝固させるか、または、硬化させることによって密封縁(5)が 形成されることを特徴とする方法。 27. 請求項17から26までの任意の項に記載の方法において、 圧力、及び/又は、高温を用いることによって密封縁(5、5’)が形成され ることを特徴とする方法。 28. 請求項27に記載の方法において、 圧力をかける以前に排出を実施することを特徴とする方法。 29. 請求項17から26までの任意の項に記載の方法において、 少なくとも1つの電極(3、4)の縁部分(7、7’)に毛細管作用によって 密封剤を貫入させることによって密封縁(5、5’)が形成されることをろくち ょうとする方法。 30. 請求項17から29までの任意の項に記載の方法において、膜から遠 ざかる方向に向く少なくとも1つの電極(3、4)の端面と同一面内で終端する ように密封縁(5、5’)が設計されることを特徴とする方法。 31. 請求項17から29までの任意の項に記載の方法において、 膜から遠ざかる方向に向く少なくとも1つの電極(3、4)の表面をこえて突 出するように密封縁(5、5’)が設計されることを特徴とする方法。 32. 請求項17から31までの任意の項に記載の方法において、 その上に密封縁(5、5’)が形成されるべき電極(3、4)の部分、及び/ 又は、膜(2)の部分が、密封縁の形成以前に前処理されることを特徴とする方 法。 33. 請求項32に記載の方法において、 前記の前処理がその上に密封縁が形成されるべき電極(3、4)の部分を密封 剤の溶媒を用いて濡らすことを意味することを特徴とする方法。 34. 請求項32に記載の方法において、 前記の前処理がその上に密封縁が形成されるべき電極(3、4)の表面の部分 をフライス加工することを意味することを特徴とする方法。 35. 請求項32に記載の方法において、 前記の前処理がその上に密封縁が形成されるべき電極(3、4)の炭素材料の 部分の部分的な酸化を意味することを特徴とする方法。
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Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. 重合体電解膜(2)と膜の一方の表面上に配置された陽極(3)と膜の もう一方の表面上に配置された陰極(4)とを有する重合体電解膜燃料電池(8 )用の集積密封縁(5)付き膜-電極ユニット(1)において、 膜(2)の両面が電極(3、4)によって実質的に完全に覆われ、膜-電極ユ ニット(1)の周囲の周辺に密封縁(5)が備えられ、前記密封縁(5)が電極 (3、4)の少なくとも1つの縁部分(6’、7’)に貫入し、膜(2)の前記 縁部分(6’、7’)と接触している部分に付着し、及び/又は、前記膜(2) の少なくと端面に付着することを特徴とするユニット。 2. 請求項1に記載の膜-電極ユニット(1)において、 少なくとも1つの通路(28)を有し、少なくとも部分領域内において、密封 縁(5’)が備えられ、前記の密封縁が電極(3、4)の少なくとも1つの通路 を囲む縁部分(26’、27’)に貫入し、膜(2)の前記縁部分と接触してい る部分に付着し、及び/又は、前記膜(2)の少なくとも端面に付着することを 特徴とするユニット。 3. 請求項1または2のいずれかに記載の膜-電極ユニット(1)において 、 前記の膜-電極ユニットの周囲の周辺の密封縁(5)内に少なくとも1つの通 路(30)を有することを特徴とするユニット。 4. 請求項3に記載の膜-電極ユニット(1)において、 密封縁(5)がそこに、少なくとも1つの電極または電極空間に反応気体を供 給するために前記通路(20)と導通する少なくとも1つの手段(31)を形成 することを特徴とするユニット。 5. 請求項4に記載の膜-電極ユニット(1)において、 前記の少なくとも1つの手段(31)が密封縁(5)の表面に溝を備えること を特徴とするユニット。 6. 請求項1から5までの任意の項に記載の膜-電極ユニット(1)におい て、密封縁(5)が陽極(3)の縁部分(6’)に貫入し、前記の縁部分(6’ )に接触している膜(2)の部分に付着することを特徴とするユニット。 7. 請求項1から6までの任意の項に記載の膜-電極ユニット(1)におい て、密封縁(5)が陽極(3)の少なくとも端面と、膜(2)の端面に付着する ことを特徴とするユニット。 8. 請求項1から7までの任意の項に記載の膜-電極ユニット(1)におい て、 密封縁(5、5’)が少なくとも1つの電極(3、4)の前記の膜から遠ざか る方向に向いた表面と同一面内において終端することを特徴とするユニット。 9. 請求項1から7までの任意の項に記載の膜-電極ユニット(1)におい て、 密封縁(5、5’)が少なくとも1つの電極(3、4)の前記の膜から遠ざか る方向に向いた表面を越えて突出することを特徴とするユニット。 10. 請求項9に記載の膜-電極ユニットにおいて、 密封縁(5)の突出部分内に接着剤を受け取るための凹部(29)を備えるこ とを特徴とするユニット。 11. 請求項1から10までの任意の項に記載の膜-電極ユニット(1)に おいて、 密封縁(5、5’)がプラスチック材料かたはプラスチック材料によって構成 されることを特徴とするユニット。 12. 請求項11に記載の膜-電極ユニット(1)において、 プラスチック材料が熱可塑性プラスチック材料または硬化可能プラスチック材 料であり、前記材料が、それぞれ、溶融状態において、または、硬化以前におい て、毛細管作用により、少なくとも1つの電極(3、4)の孔に浸透することが できる程度に十分に液状であり、かつ十分に低粘度であることを特徴とするユニ ット。 13. 請求項11に記載の膜-電極ユニット(1)において、 プラスチック材料が、周囲温度または高温において、少なくとも1つの電極( 3、4)の孔に圧力の下で貫入可能である程度に十分に液状であり、かつ十分に 低粘度であることを特徴とするユニット。 14. 請求項11から13までの任意の項に記載の膜-電極ユニット(1) において、 プラスチック材料がポリエチレン、ポリプロピレン、または、ポリアミドであ ることを特徴とするユニット。 15. 請求項11から13までの任意の項に記載の膜-電極ユニット(1) において、 プラスチック料がエポキシ樹脂、シリコーン、または、ポリエステル樹脂であ ることを特徴とするユニット。 16. 請求項3から15までの任意の項に記載の膜-電極ユニット(1)に おいて、 少なくとも陽極(3)の密封縁(5)が水素気密様式において双極プレート( 14、15)に付着することを特徴とするユニット。 17. 重合体電解膜燃料電池用の集積密封縁(5)付き膜-電極ユニット( 1)を製造する方法において、 それぞれの間に配置される陽極材料(3)と陰極材料(4)と重合体電解膜材 料(2)とで構成される膜-電極層材料を供給するステップと、 前記層材料を所要の膜-電極ユニット(1)を製造するために適した寸法に裁 断し、前記の裁断済み膜片(2)の両面を実質的に完全に電極(3、4)によっ て覆うステップと、 密封縁(5)が少なくとも1つの電極(3、4)の縁部分(6、7’)に貫入 し、縁部分(6’、7’)と接触している膜(2)の部分に付着し、及び/又は 、前記密封縁が前記の膜(2)の少なくとも端面に付着するように、前記の膜片 の周囲の周辺に密封縁(5)を形成するステップとを含む方法。 18. 請求項17に記載の方法において、 通路(28)を形成するステップと、 密封縁が縁部分に貫入し、かつ縁部分と接触している膜(2)の部分に付着し 、、及び/又は、密封縁が前記の膜(2)の少なくとも端面に付着するように、 少なくとも1つの電極(3、4)の通路を囲む縁部分(26’、27’)の少な くとも部分的領域に密封縁(5’)を形成するステップとを含む方法。 19. 請求項17または18に記載の方法において、 膜-電極ユニット(1)の周囲の周辺の密封縁(5)内に少なくとも1つの通 路(30)が形成されることを特徴とする方法。 20. 請求項19に記載の方法において、密封縁(5)内において、少なく とも1つの電極または電極空間に反応気体を供給するために通路(3)と導通す る少なくとも1つの手段(31)が形成されることを特徴とする方法。 21. 請求項20に記載の方法において、少なくとも1つの手段(31)が 、密封縁(5)の表面における溝の形で提供されることを特徴とする方法。 22. 請求項17から21までの任意の項に記載の方法において、 少なくとも1つの電極(3、4)の縁部分(6’;7;26’;27’)に密 封剤を貫入させ、少なくとも1つの電極(3、4)の孔を実質的に完全に満たす ことによって密封縁が形成されるころを特徴とする方法。 23. 請求項17から22までの任意の項に記載の方法において、電極(3 ,4)の少なくとも1つの端面および膜(2)の端面へ密封剤を供給することに よ って密封縁(5、5’)が形成されることを特徴とする方法。 24. 請求項17から23までの任意の項に記載の方法において、密封縁( 5、5’)が熱可塑性または硬化可能プラスチック材料を用いて形成されること を特徴とする方法。 25. 請求項24に記載の方法において、ポリエチレン、ポリプロピレン、 または、ポリアミドはがプラスチック材料として用いられることを特徴とする方 法。 26. 請求項24に記載の方法において、エポキシ樹脂、シリコーン、また は、ポリエステル樹脂がプラスチック材料として用いられることを特徴とする方 法。 27. 請求項24から26までの任意の項に記載の方法において、 プラスチック材料を電極(3、4)の少なくとも1つの縁部分(6;7’;2 6’;27’)と接触している液体の形にすること、および、凝固させるか、ま たは、硬化させることによって密封縁(5、5’)が形成されることを特徴とす る方法。 28. 請求項24から27までの任意の項に記載の方法において、 プラスチック材料を膜(2)の少なくとも端面と接触している液体の形にする こと、および、凝固させるか、または、硬化させることによって密封縁(5)が 形成されることを特徴とする方法。 29. 請求項17から28までの任意の項に記載の方法において、 圧力、及び/又は、高温を用いることによって密封縁(5、5’)が形成され ることを特徴とする方法。 30. 請求項29に記載の方法において、 圧力をかける以前に排出を実施することを特徴とする方法。 31. 請求項17から30までの任意の項に記載の方法において、 少なくとも1つの電極(3、4)の縁部分(7、7’)に毛細管作用によって 密封剤を貫入させることによって密封縁(5、5’)が形成されることをろくち ょうとする方法。 32. 請求項17から31までの任意の項に記載の方法において、膜から遠 ざかる方向に向く少なくとも1つの電極(3、4)の端面と同一面内で終端する ように密封縁(5、5’)が設計されることを特徴とする方法。 33. 請求項17から31までの任意の項に記載の方法において、 膜から遠ざかる方向に向く少なくとも1つの電極(3、4)の表面をこえて突 出するように密封縁(5、5’)が設計されることを特徴とする方法。 34. 請求項17から33までの任意の項に記載の方法において、 その上に密封縁(5、5’)が形成されるべき電極(3、4)の部分、及び/ 又は、膜(2)の部分が、密封縁の形成以前に前処理されることを特徴とする方 法。 35. 請求項34に記載の方法において、 前記の前処理がその上に密封縁が形成されるべき電極(3、4)の部分を密封 剤の溶媒を用いて濡らすことを意味することを特徴とする方法。 36. 請求項34に記載の方法において、 前記の前処理がその上に密封縁が形成されるべき電極(3、4)の表面の部分 をフライス加工することを意味することを特徴とする方法。 37. 請求項34に記載の方法において、 前記の前処理がその上に密封縁が形成されるべき電極(3、4)の炭素材料の 部分の部分的な酸化を意味することを特徴とする方法。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002533869A (ja) * 1998-08-10 2002-10-08 セラニーズ・ヴェンチャーズ・ゲーエムベーハー 改良した長期間性能を有するpem燃料電池、pem燃料電池の操作方法およびpem燃料電池蓄電池
WO2006038497A1 (ja) * 2004-10-01 2006-04-13 Nok Corporation 燃料電池用ガスケットの製造方法
JP2006179497A (ja) * 2000-06-29 2006-07-06 Nok Corp 燃料電池用構成部品
WO2007010632A1 (ja) * 2005-07-15 2007-01-25 Nok Corporation 燃料電池用シール構造体およびその製造方法
WO2007029309A1 (ja) * 2005-09-06 2007-03-15 Nok Corporation 燃料電池用構成部品
JP3894314B2 (ja) * 2000-06-29 2007-03-22 Nok株式会社 燃料電池用構成部品
JP2007188834A (ja) * 2006-01-16 2007-07-26 Toyota Motor Corp 燃料電池構成部品、燃料電池構成部品の製造方法
JP2008117775A (ja) * 2006-11-03 2008-05-22 Gm Global Technology Operations Inc Pem燃料電池用のeptfe補強膜のための改善されたエッジ設計
JP2008135295A (ja) * 2006-11-28 2008-06-12 Japan Gore Tex Inc 固体高分子形燃料電池用ガス拡散層要素、固体高分子形燃料電池およびその製造方法
US7727663B2 (en) 2001-07-18 2010-06-01 Tel-Aviv University Future Technology Development L.P. Fuel cell with proton conducting membrane and with improved water and fuel management
KR101189675B1 (ko) * 2003-09-20 2012-10-11 우미코레 아게 운트 코 카게 집적된 시일링 물질을 갖는 촉매-코팅된 멤브레인 및그로부터 생산된 멤브레인-전극 어셈블리

Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1156546B1 (en) * 1997-07-16 2003-10-08 Ballard Power Systems Inc. Method of making a resilient seal for membrane electrode assembly (MEA) in an electrochemical fuel cell
CA2296384C (en) * 1997-07-16 2004-09-28 Ballard Power Systems Inc. Resilient seal for membrane electrode assembly (mea) in an electrochemical fuel cell and method of making same
US6423439B1 (en) 1997-07-16 2002-07-23 Ballard Power Systems Inc. Membrane electrode assembly for an electrochemical fuel cell
CN1122322C (zh) 1998-04-17 2003-09-24 松下电器产业株式会社 固体高分子电解质型燃料电池及其制造方法
DE19829142A1 (de) * 1998-06-30 2000-01-05 Manhattan Scientifics Inc Gasdichter Verbund aus Bipolarplatte und Membran-Elektroden-Einheit von Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen
AU5345499A (en) * 1998-08-10 2000-03-06 Gore Enterprise Holdings, Inc. A membrane electrode gasket assembly
AU3234200A (en) * 1999-03-10 2000-09-28 Flexfab Horizons International, Inc. Fuel cell gasket assembly and method of assembling fuel cells
DE19962682A1 (de) * 1999-12-23 2001-07-05 Siemens Ag Brennstoffzellenstack, die Verwendung eines Brennstoffzellenstacks und ein Verfahren zur Montage eines Brennstoffzellenstacks
DE10006699B4 (de) * 2000-02-15 2005-10-06 Forschungszentrum Jülich GmbH Brennstoffzelle mit Abdichtung für Betriebsstoffe
DE10036916B4 (de) * 2000-07-28 2006-12-21 Truma Gerätetechnik GmbH & Co. KG Brennstoffzellenstapel und Verfahren zur Befeuchtung eines Reaktionsmittels bei einem Brennstoffzellenstapel
DE10039024B4 (de) * 2000-08-10 2007-07-12 Forschungszentrum Jülich GmbH Brennstoffzellenstapel mit internen Gasanschlüssen
US6715675B1 (en) 2000-11-16 2004-04-06 Eldat Communication Ltd. Electronic shelf label systems and methods
US6946210B2 (en) * 2000-11-27 2005-09-20 Protonex Technology Corporation Electrochemical polymer electrolyte membrane cell stacks and manufacturing methods thereof
FR2819108B1 (fr) * 2000-12-29 2003-01-31 Commissariat Energie Atomique Element de base composite et son joint pour pile a combustible et procede de fabrication de l'ensemble
DE10125360A1 (de) * 2001-05-23 2002-12-05 Wacker Chemie Gmbh Verwendung von zu degradationsstabilen Siliconkautschuken vernetzbaren Massen als Dichtungsmassen in Brenntstoffzellen
DE10135333A1 (de) * 2001-07-19 2003-02-06 Elringklinger Ag Brennstoffzelleneinheit
DE10140684A1 (de) * 2001-08-24 2003-03-06 Daimler Chrysler Ag Dichtungsaufbau für eine MEA und Verfahren zur Herstellung des Dichtungsaufbaus
DE10201145A1 (de) * 2002-01-15 2003-07-31 H2 Interpower Brennstoffzellen Brennstoffzelle oder Hydrolyseur und Verfahren zur Herstellung einer Brennstoffzelle oder eines Hydrolyseurs
JP2005516350A (ja) * 2002-01-22 2005-06-02 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 一体化された膜電極組立体およびその製造方法
US7070876B2 (en) 2003-03-24 2006-07-04 Ballard Power Systems, Inc. Membrane electrode assembly with integrated seal
DE10315601A1 (de) * 2003-04-06 2004-10-21 Proton Motor Fuel Cell Gmbh Brennstoffzelle und Brennstoffzellenstapel mit äußerer Medienzuführung
DE10315796B4 (de) * 2003-04-07 2009-06-04 Umicore Ag & Co. Kg Schichtenaufbau für eine elektrochemische Zelle, Verfahren zu seiner Herstellung und Verwendung desselben
DE112004001748B8 (de) * 2003-07-11 2014-11-13 Ekpro Gmbh Brennstoffzellenanordnung und Verfahren zur Herstellung
GB0319780D0 (en) 2003-08-22 2003-09-24 Johnson Matthey Plc Membrane electrode assembly
CA2539602C (en) * 2003-09-20 2013-10-29 Heiko Oschmann Catalyst-coated membrane with integrated sealing material and membrane-electrode assembly produced therefrom
DE102004052029B4 (de) 2003-10-27 2013-04-11 Mitsubishi Denki K.K. Brennstoffzelle und Verfahren zu ihrer Herstellung
US8361674B2 (en) * 2004-04-13 2013-01-29 Umicore Ag & Co. Kg Multi-layer membrane-electrode-assembly (ML-MEA) and method for its manufacture
US20070248846A1 (en) * 2004-08-28 2007-10-25 Umicore Ag & Co Kg Method for Producing Membrane-Electrode Units
CN100352091C (zh) * 2004-11-03 2007-11-28 比亚迪股份有限公司 具有一体化结构的燃料电池膜电极的制备方法
US20060127738A1 (en) * 2004-12-13 2006-06-15 Bhaskar Sompalli Design, method and process for unitized mea
US20070003821A1 (en) 2005-06-30 2007-01-04 Freudenberg-Nok General Partnership Integrally molded gasket for a fuel cell assembly
US20070042256A1 (en) * 2005-08-18 2007-02-22 Valentine Seth D Gas crossover barrier with electrochemical conversion cell membrane
CA2637061C (en) * 2006-01-17 2014-10-28 Henkel Corporation Sealant integrated fuel cell components and methods and systems for producing the same
TW200810218A (en) * 2006-03-27 2008-02-16 Basf Ag Process for producing a membrane-electrode assembly for a fuel cell
US20080032178A1 (en) * 2006-08-02 2008-02-07 Phong Diep Solid oxide fuel cell device with an elongated seal geometry
US20080118802A1 (en) * 2006-11-16 2008-05-22 Peter Szrama Fully Catalyzed Membrane Assembly With Attached Border
US20090004543A1 (en) * 2007-06-27 2009-01-01 Seungsoo Jung Membrane electrode assemblies for fuel cells and methods of making
FR2923086B1 (fr) * 2007-10-24 2010-12-10 Commissariat Energie Atomique Architecture de pile a combustible integre sans joint.
US20110177423A1 (en) * 2010-01-21 2011-07-21 Anton Nachtmann Five-Layer Membrane Electrode Assembly with Attached Border and Method of Making Same
JP5643146B2 (ja) * 2011-04-07 2014-12-17 本田技研工業株式会社 燃料電池
DE102013004473A1 (de) 2013-03-14 2014-09-18 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen einer Membran-Elektroden-Anordnung sowie Schutzvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102013014077A1 (de) * 2013-08-27 2015-03-05 Elcomax Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Membran-Elektroden-Einheit mit umlaufender Dichtung sowie Membran-Elektroden-Einheit
DE102013014083A1 (de) * 2013-08-27 2015-03-05 Elcomax Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Membran-Elektroden-Einheit mit umlaufender Dichtung sowie Membran-Elektroden-Einheit
CN106104885A (zh) * 2014-03-25 2016-11-09 凸版印刷株式会社 膜电极接合体的制造方法、膜电极接合体以及固体高分子式燃料电池
DE102017220353B4 (de) 2017-11-15 2020-10-08 Audi Ag Brennstoffzellenanordnung und Einheitszelle für einen Brennstoffzellenstapel
EP3735314A4 (en) 2018-01-04 2021-09-29 University of Washington NANOPOREOUS SELECTIVE SOL-GEL CERAMIC MEMBRANES, SELECTIVE MEMBRANE STRUCTURES, AND RELATED PROCESSES
CN113549944B (zh) * 2021-04-21 2022-03-29 上海交通大学 一种微量氧气发生模块的制备方法及其治具组件

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1130080A (en) 1965-12-10 1968-10-09 Comp Generale Electricite Composite hollow electrode for fuel cells, and cells produced by assembling such electrodes
DE2446715A1 (de) 1974-09-30 1976-04-08 Siemens Ag Hydrazin-brennstoffelement
US4604331A (en) * 1984-05-29 1986-08-05 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Fuel cell separator plate with bellows-type sealing flanges
US4652502A (en) * 1985-12-30 1987-03-24 International Fuel Cells, Inc. Porous plate for an electrochemical cell and method for making the porous plate
US4774154A (en) 1986-09-22 1988-09-27 International Fuel Cells Expanded high-temperature stable chemical resistant seal material
JPS6452383A (en) * 1987-05-27 1989-02-28 Fuji Electric Co Ltd Seal structure of fuel cell
US4786568A (en) * 1988-03-01 1988-11-22 International Fuel Cells Corporation Electrode substrate with integral edge seal and method of forming the same
US5096786A (en) * 1989-09-11 1992-03-17 Westinghouse Electric Corp. Integral edge seals for phosphoric acid fuel cells
US5176966A (en) 1990-11-19 1993-01-05 Ballard Power Systems Inc. Fuel cell membrane electrode and seal assembly
US5178968A (en) * 1991-03-18 1993-01-12 International Fuel Cells Corporation Extruded fuel cell stack shunt current prevention arrangement
DE69204834T2 (de) 1991-06-04 1996-04-04 Ballard Power Systems Gegliederte membranelektrodenanordnung für elektrochemische brennstoffzelle.
US5264299A (en) * 1991-12-26 1993-11-23 International Fuel Cells Corporation Proton exchange membrane fuel cell support plate and an assembly including the same
WO1993013566A1 (en) * 1991-12-26 1993-07-08 International Fuel Cells, Inc. Plate-shaped fuel cell component and a method of making the same
US5187025A (en) 1992-02-03 1993-02-16 Analytic Power Corp. Unitized fuel cell structure
JPH0696783A (ja) 1992-09-16 1994-04-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 燃料電池
DE69229177T2 (de) 1992-12-31 1999-12-02 Ballard Power Systems Inc., Burnaby Membranelektrodenzusammenbau und Abdichtung für Brennstoffzellen
JP3480988B2 (ja) * 1994-07-01 2003-12-22 ジャパンゴアテックス株式会社 フッ素系高分子固体電解質膜のためのシール兼補強用膜材及びそれを用いたフッ素系高分子固体電解質膜及びそのメッキ方法
JPH0845517A (ja) 1994-07-28 1996-02-16 Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk 高分子電解質型燃料電池用シール構造及びその製造方法
JPH0878028A (ja) 1994-08-31 1996-03-22 Aqueous Res:Kk 固体高分子電解質燃料電池およびその製造方法
DE19544323A1 (de) * 1995-11-28 1997-06-05 Magnet Motor Gmbh Gasdiffusionselektrode für Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen
CA2296384C (en) * 1997-07-16 2004-09-28 Ballard Power Systems Inc. Resilient seal for membrane electrode assembly (mea) in an electrochemical fuel cell and method of making same

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002533869A (ja) * 1998-08-10 2002-10-08 セラニーズ・ヴェンチャーズ・ゲーエムベーハー 改良した長期間性能を有するpem燃料電池、pem燃料電池の操作方法およびpem燃料電池蓄電池
JP2006179497A (ja) * 2000-06-29 2006-07-06 Nok Corp 燃料電池用構成部品
JP3894314B2 (ja) * 2000-06-29 2007-03-22 Nok株式会社 燃料電池用構成部品
US7727663B2 (en) 2001-07-18 2010-06-01 Tel-Aviv University Future Technology Development L.P. Fuel cell with proton conducting membrane and with improved water and fuel management
US7951511B2 (en) 2001-07-18 2011-05-31 Tel-Aviv University Future Technology Development L.P. Fuel cell with proton conducting membrane and with improved water and fuel management
KR101189675B1 (ko) * 2003-09-20 2012-10-11 우미코레 아게 운트 코 카게 집적된 시일링 물질을 갖는 촉매-코팅된 멤브레인 및그로부터 생산된 멤브레인-전극 어셈블리
WO2006038497A1 (ja) * 2004-10-01 2006-04-13 Nok Corporation 燃料電池用ガスケットの製造方法
WO2007010632A1 (ja) * 2005-07-15 2007-01-25 Nok Corporation 燃料電池用シール構造体およびその製造方法
JP2007026847A (ja) * 2005-07-15 2007-02-01 Nok Corp 燃料電池用シール構造体およびその製造方法
WO2007029309A1 (ja) * 2005-09-06 2007-03-15 Nok Corporation 燃料電池用構成部品
JP2007188834A (ja) * 2006-01-16 2007-07-26 Toyota Motor Corp 燃料電池構成部品、燃料電池構成部品の製造方法
JP2008117775A (ja) * 2006-11-03 2008-05-22 Gm Global Technology Operations Inc Pem燃料電池用のeptfe補強膜のための改善されたエッジ設計
JP2008135295A (ja) * 2006-11-28 2008-06-12 Japan Gore Tex Inc 固体高分子形燃料電池用ガス拡散層要素、固体高分子形燃料電池およびその製造方法

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