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JP5638508B2 - Manufacturing method of electrolyte membrane / electrode structure with resin frame for fuel cell - Google Patents

Manufacturing method of electrolyte membrane / electrode structure with resin frame for fuel cell Download PDF

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Description

本発明は、段差MEAと樹脂製枠部材とを備える燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an electrolyte membrane / electrode structure with a resin frame for a fuel cell, comprising a step MEA and a resin frame member.

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(電極触媒層)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。この燃料電池は、所定の数だけ積層して燃料電池スタックを構成するとともに、例えば、車載用燃料電池スタックとして使用されている。   In general, a polymer electrolyte fuel cell employs a polymer electrolyte membrane made of a polymer ion exchange membrane. This fuel cell comprises an electrolyte membrane / electrode structure in which an anode electrode and a cathode electrode each comprising a catalyst layer (electrode catalyst layer) and a gas diffusion layer (porous carbon) are disposed on both sides of a solid polymer electrolyte membrane ( MEA) is sandwiched between separators (bipolar plates). A predetermined number of fuel cells are stacked to form a fuel cell stack, and the fuel cell is used as, for example, an in-vehicle fuel cell stack.

この種の電解質膜・電極構造体では、一方のガス拡散層が固体高分子電解質膜よりも小さな表面積に設定されるとともに、他方のガス拡散層が前記固体高分子電解質膜と同一の表面積に設定される、所謂、段差型MEAを構成する場合がある。その際、比較的高価な固体高分子電解質膜の使用量を削減させるとともに、薄膜状で強度が低い前記固体高分子電解質膜を保護するために、樹脂製枠部材を組み込んだ枠付きMEAが採用されている。   In this type of electrolyte membrane / electrode structure, one gas diffusion layer is set to have a smaller surface area than the solid polymer electrolyte membrane, and the other gas diffusion layer is set to the same surface area as the solid polymer electrolyte membrane. In other words, a so-called step type MEA may be formed. At that time, in order to reduce the amount of the relatively expensive solid polymer electrolyte membrane used, and to protect the solid polymer electrolyte membrane having a thin film shape and low strength, an MEA with a frame incorporating a resin frame member is adopted. Has been.

例えば、特許文献1に開示されている膜電極アセンブリが知られている。この膜電極アセンブリでは、図7に示すように、イオン伝導膜1の一方の面に、前記イオン伝導膜1よりも小さな平面寸法を有する触媒層2a及び気体拡散層3aが設けられている。   For example, a membrane electrode assembly disclosed in Patent Document 1 is known. In this membrane electrode assembly, as shown in FIG. 7, a catalyst layer 2 a and a gas diffusion layer 3 a having a planar dimension smaller than that of the ion conductive membrane 1 are provided on one surface of the ion conductive membrane 1.

イオン伝導膜1の一方の面には、気体拡散層3aに支持されない表面1aが存在している。イオン伝導膜1の他方の面には、前記イオン伝導膜1の全面にわたって触媒層2b及び気体拡散層3bが設けられている。イオン伝導膜1には、気体拡散層3a、3bのエッジ及び表面1aを密封するために封止部材4が設けられている。   On one surface of the ion conductive film 1, there is a surface 1a that is not supported by the gas diffusion layer 3a. On the other surface of the ion conductive film 1, a catalyst layer 2b and a gas diffusion layer 3b are provided over the entire surface of the ion conductive film 1. The ion conductive film 1 is provided with a sealing member 4 for sealing the edges of the gas diffusion layers 3a and 3b and the surface 1a.

特表2009−514144号公報Special table 2009-514144 gazette

ところで、上記の特許文献1では、イオン伝導膜1に封止部材4を接合する際、通常、前記イオン伝導膜1の表面1aと前記封止部材4の内周面4aとは、接着剤5により接合されている。さらに、気体拡散層3bの外周部3beと封止部材4の内周突部4bとは、樹脂含浸部6により接合されている。樹脂含浸部6は、例えば、封止部材4の一部を溶融させたり、別の樹脂部材を溶融させて形成されている。   By the way, in Patent Document 1 described above, when the sealing member 4 is joined to the ion conductive film 1, the surface 1 a of the ion conductive film 1 and the inner peripheral surface 4 a of the sealing member 4 are usually bonded to the adhesive 5. It is joined by. Further, the outer peripheral portion 3be of the gas diffusion layer 3b and the inner peripheral protrusion 4b of the sealing member 4 are joined by the resin impregnated portion 6. The resin impregnated portion 6 is formed, for example, by melting a part of the sealing member 4 or by melting another resin member.

しかしながら、イオン伝導膜1の表面1aと封止部材4の内周面4aとが、接着剤5により接合される際に、前記接着剤5が気体拡散層3bの外周部3beと前記封止部材4の内周突部4bとの間に流れ込むおそれがある。このため、気体拡散層3bに接着剤5が浸み込んでしまい、前記気体拡散層3bの空孔が閉塞される場合がある。これにより、樹脂含浸部6が良好に形成されず、接合強度が低下するという問題がある。   However, when the surface 1a of the ion conductive film 1 and the inner peripheral surface 4a of the sealing member 4 are joined by the adhesive 5, the adhesive 5 is bonded to the outer peripheral portion 3be of the gas diffusion layer 3b and the sealing member. There is a risk of flowing between the four inner circumferential protrusions 4b. For this reason, the adhesive 5 may permeate into the gas diffusion layer 3b, and the holes of the gas diffusion layer 3b may be blocked. Thereby, there is a problem that the resin impregnated portion 6 is not formed well and the bonding strength is lowered.

本発明は、この種の問題を解決するものであり、簡単な工程で、段差MEAを構成する固体高分子電解質膜の外周を周回して樹脂製枠部材を強固且つ容易に接合することが可能な燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention solves this kind of problem, and it is possible to join the resin frame member firmly and easily by circling the outer periphery of the solid polymer electrolyte membrane constituting the step MEA in a simple process. An object of the present invention is to provide a method for producing an electrolyte membrane / electrode structure with a resin frame for a fuel cell.

本発明は、固体高分子電解質膜の一方の面に、第1触媒層及び第1ガス拡散層を有する第1電極が配設され、且つ前記固体高分子電解質膜の他方の面に、第2触媒層及び第2ガス拡散層を有する第2電極が配設されるとともに、前記第1ガス拡散層の平面寸法は、前記第2ガス拡散層の平面寸法よりも大きな寸法に設定される電解質膜・電極構造体と、前記固体高分子電解質膜の外周を周回し、前記第2ガス拡散層側に突出する薄肉状の内周突部と、前記内周突部の基端部を構成し、前記第1ガス拡散層の外周端部に対向する内側壁部とが設けられる樹脂製枠部材とを備える燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体の製造方法に関するものである。   In the present invention, a first electrode having a first catalyst layer and a first gas diffusion layer is disposed on one surface of a solid polymer electrolyte membrane, and a second electrode is disposed on the other surface of the solid polymer electrolyte membrane. An electrolyte membrane in which a second electrode having a catalyst layer and a second gas diffusion layer is disposed, and a planar dimension of the first gas diffusion layer is set larger than a planar dimension of the second gas diffusion layer The electrode structure and the outer periphery of the solid polymer electrolyte membrane are configured to constitute a thin-walled inner peripheral protrusion that protrudes toward the second gas diffusion layer, and a proximal end portion of the inner peripheral protrusion, The present invention relates to a method of manufacturing an electrolyte membrane / electrode structure with a resin frame for a fuel cell, comprising a resin frame member provided with an inner wall portion facing an outer peripheral end of the first gas diffusion layer.

この製造方法は、第2ガス拡散層の外周を周回して固体高分子電解質膜と樹脂製枠部材の内周突部とを、接着層により接合する第1の工程を有している。   This manufacturing method includes a first step of circulating the outer periphery of the second gas diffusion layer and joining the solid polymer electrolyte membrane and the inner peripheral projection of the resin frame member with an adhesive layer.

そして、第1の工程は、樹脂製枠部材の内周突部に、内側壁部の近傍に位置して第1接着剤を塗布する工程と、前記第1接着剤が半硬化した後、前記内周突部、前記第1接着剤の塗布範囲よりも前記内側壁部から離間する範囲に第2接着剤を塗布し、前記第1接着剤及び前記第2接着剤により、固体高分子電解質膜の外周縁部と前記樹脂製枠部材の前記内周突部とを接合する工程とを有している。 And a 1st process is located in the vicinity of an inner-wall part to the inner peripheral protrusion part of the resin-made frame members, and after the said 1st adhesive is semi-hardened, A second adhesive is applied to a range of the inner peripheral protrusion that is farther from the inner wall than the application range of the first adhesive, and a solid polymer electrolyte is formed by the first adhesive and the second adhesive. A step of joining the outer peripheral edge of the film and the inner peripheral protrusion of the resin frame member.

ここで、接着剤が半硬化であるとは、例えば、ゴム硬度計での計測において、完全硬化時の10%〜80%の硬度をいう。ゴム硬度計(デュロメータ)による測定は、例えば、JIS K 6250に準ずる。   Here, that the adhesive is semi-cured means, for example, a hardness of 10% to 80% at the time of complete curing in measurement with a rubber hardness meter. The measurement with a rubber hardness meter (durometer) is based on, for example, JIS K 6250.

また、この製造方法では、第1ガス拡散層の外周端部と樹脂製枠部材の内側壁部とを、前記外周端部に溶融樹脂が含浸された樹脂含浸部により接合する第2の工程を有することが好ましい。 Further, in this manufacturing method, the second step of bonding the inner wall portion of the outer peripheral edge and the resin frame member of the first gas diffusion layer, a resin-impregnated part where the molten resin is impregnated prior Kigaishu end It is preferable to have.

さらに、この製造方法では、樹脂製枠部材には、樹脂含浸部を構成する突起部が一体に設けられ、前記突起部が外周端部に溶融されて前記樹脂含浸部が形成されることが好ましい。 Furthermore, in this manufacturing method, it is preferable that the resin frame member is integrally provided with a protrusion that constitutes the resin-impregnated portion, and the protrusion is melted at an outer peripheral end portion to form the resin-impregnated portion. .

さらにまた、この製造方法では、第1接着剤及び第2接着剤は、同一の接着剤を使用することが好ましい。   Furthermore, in this manufacturing method, it is preferable to use the same adhesive for the first adhesive and the second adhesive.

本発明によれば、樹脂製枠部材の内周突部に、内側壁部の近傍に位置して第1接着剤が塗布され、前記第1接着剤が半硬化した後、前記内周突部に、前記第1接着剤の塗布範囲以外の範囲に第2接着剤が塗布されている。   According to the present invention, after the first adhesive is applied to the inner peripheral protrusion of the resin frame member in the vicinity of the inner wall portion, and the first adhesive is semi-cured, the inner peripheral protrusion Further, the second adhesive is applied to a range other than the application range of the first adhesive.

このため、第1接着剤及び第2接着剤により、固体高分子電解質膜の外周縁部と樹脂製枠部材の内周突部とが接合される際、前記第1接着剤が前記内周突部と第1ガス拡散層の外周部との間に流れ込むことがない。従って、第1ガス拡散層の内部に第1接着剤が浸み込んで前記第1ガス拡散層の空孔が閉塞されることを確実に抑制することができる。   Therefore, when the outer peripheral edge of the solid polymer electrolyte membrane and the inner peripheral protrusion of the resin frame member are joined by the first adhesive and the second adhesive, the first adhesive is Does not flow between the portion and the outer peripheral portion of the first gas diffusion layer. Therefore, it is possible to reliably prevent the first adhesive from penetrating into the first gas diffusion layer and blocking the pores of the first gas diffusion layer.

これにより、簡単な工程で、樹脂含浸部が良好に形成されて接合強度が向上し、段差MEAを構成する固体高分子電解質膜の外周を周回して樹脂製枠部材を強固且つ容易に接合することが可能になる。   Thereby, in a simple process, the resin-impregnated portion is formed satisfactorily and the bonding strength is improved, and the resin frame member is firmly and easily joined around the outer periphery of the solid polymer electrolyte membrane constituting the step MEA. It becomes possible.

本発明の実施形態に係る製造方法により製造される樹脂枠付き電解質膜・電極構造体が組み込まれる固体高分子型燃料電池の要部分解斜視説明図である。It is a principal part disassembled perspective explanatory view of a polymer electrolyte fuel cell in which an electrolyte membrane / electrode structure with a resin frame manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention is incorporated. 前記燃料電池の、図1中、II−II線断面説明図である。FIG. 2 is a sectional view of the fuel cell taken along line II-II in FIG. 1. 前記樹脂枠付き電解質膜・電極構造体のカソード電極側の正面説明図である。It is front explanatory drawing by the side of the cathode electrode of the said electrolyte membrane-electrode structure with a resin frame. 前記樹脂枠付き電解質膜・電極構造体を製造する方法の説明図である。It is explanatory drawing of the method to manufacture the said electrolyte membrane-electrode structure with a resin frame. 前記樹脂枠付き電解質膜・電極構造体を製造する方法の説明図である。It is explanatory drawing of the method to manufacture the said electrolyte membrane-electrode structure with a resin frame. 前記樹脂枠付き電解質膜・電極構造体を製造する方法の説明図である。It is explanatory drawing of the method to manufacture the said electrolyte membrane-electrode structure with a resin frame. 特許文献1に開示された膜電極アセンブリの説明図である。It is explanatory drawing of the membrane electrode assembly disclosed by patent document 1. FIG.

図1及び図2に示すように、本発明の実施形態に係る製造方法により製造される樹脂枠付き電解質膜・電極構造体10は、固体高分子型燃料電池12に組み込まれる。燃料電池12は、矢印A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。   As shown in FIGS. 1 and 2, an electrolyte membrane / electrode structure 10 with a resin frame manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention is incorporated in a polymer electrolyte fuel cell 12. For example, an in-vehicle fuel cell stack is configured by stacking a plurality of fuel cells 12 in the direction of arrow A.

燃料電池12は、樹脂枠付き電解質膜・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。   In the fuel cell 12, the electrolyte membrane / electrode structure 10 with a resin frame is sandwiched between the first separator 14 and the second separator 16. The first separator 14 and the second separator 16 are made of, for example, a steel plate, a stainless steel plate, an aluminum plate, a plated steel plate, a metal plate whose surface is subjected to anticorrosion treatment, a carbon member, or the like. .

図2に示すように、樹脂枠付き電解質膜・電極構造体10は、電解質膜・電極構造体10aを備える。電解質膜・電極構造体10a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を挟持するカソード電極(第1電極)20及びアノード電極(第2電極)22とを有する。固体高分子電解質膜18は、フッ素系電解質の他、HC(炭化水素)系電解質が使用される。   As shown in FIG. 2, the electrolyte membrane / electrode structure 10 with a resin frame includes an electrolyte membrane / electrode structure 10a. The electrolyte membrane / electrode structure 10a includes, for example, a solid polymer electrolyte membrane 18 in which a perfluorosulfonic acid thin film is impregnated with water, a cathode electrode (first electrode) 20 sandwiching the solid polymer electrolyte membrane 18, and And an anode electrode (second electrode) 22. The solid polymer electrolyte membrane 18 uses an HC (hydrocarbon) electrolyte in addition to a fluorine electrolyte.

アノード電極22は、固体高分子電解質膜18及びカソード電極20よりも小さな表面積を有する。なお、カソード電極20は、アノード電極22よりも小さな表面積を有していてもよい。   The anode electrode 22 has a smaller surface area than the solid polymer electrolyte membrane 18 and the cathode electrode 20. The cathode electrode 20 may have a smaller surface area than the anode electrode 22.

カソード電極20は、固体高分子電解質膜18の一方の面18aに配置されるとともに、アノード電極22は、前記固体高分子電解質膜18の他方の面18bに配置される。   The cathode electrode 20 is disposed on one surface 18 a of the solid polymer electrolyte membrane 18, and the anode electrode 22 is disposed on the other surface 18 b of the solid polymer electrolyte membrane 18.

カソード電極20は、固体高分子電解質膜18の面18aに接合される第1電極触媒層(第1触媒層)20aと、前記第1電極触媒層20aに積層される第1ガス拡散層20bとを有する。第1電極触媒層20aと第1ガス拡散層20bとは、同一の表面寸法に設定される。   The cathode electrode 20 includes a first electrode catalyst layer (first catalyst layer) 20a joined to the surface 18a of the solid polymer electrolyte membrane 18, and a first gas diffusion layer 20b laminated on the first electrode catalyst layer 20a. Have The first electrode catalyst layer 20a and the first gas diffusion layer 20b are set to the same surface dimension.

アノード電極22は、固体高分子電解質膜18の面18bに接合される第2電極触媒層(第2触媒層)22aと、前記第2電極触媒層22aに積層される第2ガス拡散層22bとを有する。第2電極触媒層22aと第2ガス拡散層22bとは、同一の表面寸法に設定される。第1電極触媒層20aは、第2電極触媒層22aよりも大きな表面積を有しているが、前記第1電極触媒層20aと前記第2電極触媒層22aとは、同一の表面積に設定されてもよい。   The anode electrode 22 includes a second electrode catalyst layer (second catalyst layer) 22a joined to the surface 18b of the solid polymer electrolyte membrane 18, and a second gas diffusion layer 22b laminated on the second electrode catalyst layer 22a. Have The second electrode catalyst layer 22a and the second gas diffusion layer 22b are set to the same surface dimension. The first electrode catalyst layer 20a has a larger surface area than the second electrode catalyst layer 22a, but the first electrode catalyst layer 20a and the second electrode catalyst layer 22a are set to have the same surface area. Also good.

第1電極触媒層20a及び第2電極触媒層22aは、カーボンブラックに白金粒子を担持した触媒粒子を形成し、イオン導伝性バインダーとして高分子電解質を使用し、この高分子電解質の溶液中に前記触媒粒子を均一に混合して作製された触媒ペーストを、固体高分子電解質膜18の両方の面18a、18bに印刷、塗布又は転写することによって構成される。   The first electrode catalyst layer 20a and the second electrode catalyst layer 22a are formed by forming catalyst particles in which platinum particles are supported on carbon black, using a polymer electrolyte as an ion conductive binder, and in the solution of the polymer electrolyte. The catalyst paste prepared by uniformly mixing the catalyst particles is configured by printing, applying or transferring the catalyst paste onto both surfaces 18a and 18b of the solid polymer electrolyte membrane 18.

第1ガス拡散層20b及び第2ガス拡散層22bは、カーボンブラック及びPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)粒子を含む下地層をカーボンペーパに塗布して形成される。下地層は、カーボンペーパと同じ表面寸法に設定されている。なお、下地層は、必要に応じて設ければよい。第1ガス拡散層20bの平面寸法は、第2ガス拡散層22bの平面寸法よりも大きな寸法に設定される。   The first gas diffusion layer 20b and the second gas diffusion layer 22b are formed by applying an underlayer containing carbon black and PTFE (polytetrafluoroethylene) particles to carbon paper. The underlayer has the same surface dimensions as the carbon paper. In addition, what is necessary is just to provide a base layer as needed. The planar dimension of the first gas diffusion layer 20b is set to be larger than the planar dimension of the second gas diffusion layer 22b.

図1及び図2に示すように、樹脂枠付き電解質膜・電極構造体10は、固体高分子電解質膜18の外周を周回するとともに、アノード電極22及びカソード電極20に接合される樹脂製枠部材24を備える。樹脂製枠部材24は、例えば、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、PPA(ポリフタルアミド)、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PES(ポリエーテルサルフォン)、LCP(リキッドクリスタルポリマー)、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)、シリコーンゴム、フッ素ゴム又はEPDM(エチレンプロピレンゴム)等で構成される。   As shown in FIGS. 1 and 2, the electrolyte membrane / electrode structure 10 with a resin frame circulates around the outer periphery of the solid polymer electrolyte membrane 18 and is joined to the anode electrode 22 and the cathode electrode 20. 24. The resin frame member 24 is, for example, PPS (polyphenylene sulfide), PPA (polyphthalamide), PEN (polyethylene naphthalate), PES (polyethersulfone), LCP (liquid crystal polymer), PVDF (polyvinylidene fluoride). , Silicone rubber, fluorine rubber or EPDM (ethylene propylene rubber).

樹脂製枠部材24は、アノード電極22の外周側に突出して固体高分子電解質膜18の外周縁部18beに当接する薄肉状の内周突部24aと、前記内周突部24aの基端部を構成し、第1ガス拡散層20bの外周端部20beに対向する内側壁部24bとを有する。内周突部24aは、アノード電極22と同一の肉厚を有する。   The resin frame member 24 includes a thin-walled inner peripheral protrusion 24a that protrudes toward the outer peripheral side of the anode electrode 22 and contacts the outer peripheral edge 18be of the solid polymer electrolyte membrane 18, and a proximal end portion of the inner peripheral protrusion 24a. And an inner wall portion 24b facing the outer peripheral end portion 20be of the first gas diffusion layer 20b. The inner peripheral protrusion 24 a has the same thickness as the anode electrode 22.

樹脂製枠部材24の内周突部24aと固体高分子電解質膜18の外周縁部18beとは、接着層26により接着される。接着層26は、例えば、エステル系又はウレタン系のホットメルト接着剤が使用される。ホットメルト接着剤の溶融温度は、例えば、150℃〜170℃であり、樹脂製枠部材24の溶融温度は、例えば、360℃である。樹脂製枠部材24とカソード電極20の第1ガス拡散層20bとは、樹脂含浸部28により一体化される。樹脂含浸部28は、後述するように、樹脂製枠部材24に一体成形される樹脂突起部28aにより構成される。   The inner peripheral protrusion 24 a of the resin frame member 24 and the outer peripheral edge 18 be of the solid polymer electrolyte membrane 18 are bonded by an adhesive layer 26. For the adhesive layer 26, for example, an ester-based or urethane-based hot melt adhesive is used. The melting temperature of the hot melt adhesive is, for example, 150 ° C. to 170 ° C., and the melting temperature of the resin frame member 24 is, for example, 360 ° C. The resin frame member 24 and the first gas diffusion layer 20 b of the cathode electrode 20 are integrated by the resin impregnated portion 28. As will be described later, the resin impregnated portion 28 is constituted by a resin protrusion 28 a that is integrally formed with the resin frame member 24.

図3に示すように、接着層26は、固体高分子電解質膜18の外周縁部18beの全周に亘って額縁状に形成される。樹脂含浸部28は、カソード電極20を構成する第1ガス拡散層20bの全周に亘って額縁状に形成される。   As shown in FIG. 3, the adhesive layer 26 is formed in a frame shape over the entire circumference of the outer peripheral edge 18 be of the solid polymer electrolyte membrane 18. The resin impregnated portion 28 is formed in a frame shape over the entire circumference of the first gas diffusion layer 20b constituting the cathode electrode 20.

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。   As shown in FIG. 1, one end edge of the fuel cell 12 in the arrow B direction (horizontal direction in FIG. 1) communicates with each other in the arrow A direction, which is the stacking direction, and contains an oxidant gas, for example, oxygen An oxidant gas inlet communication hole 30a for supplying gas, a cooling medium inlet communication hole 32a for supplying a cooling medium, and a fuel gas outlet communication hole 34b for discharging a fuel gas, for example, a hydrogen-containing gas, Arranged in the direction of arrow C (vertical direction).

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。   The other end edge of the fuel cell 12 in the direction of arrow B communicates with each other in the direction of arrow A, a fuel gas inlet communication hole 34a for supplying fuel gas, and a cooling medium outlet communication hole for discharging the cooling medium. 32b and an oxidant gas outlet communication hole 30b for discharging the oxidant gas are arranged in the direction of arrow C.

第2セパレータ16の樹脂枠付き電解質膜・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。   An oxidant gas flow path 36 communicating with the oxidant gas inlet communication hole 30a and the oxidant gas outlet communication hole 30b is provided on the surface 16a of the second separator 16 facing the electrolyte membrane / electrode structure 10 with a resin frame. .

第1セパレータ14の樹脂枠付き電解質膜・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。   A fuel gas flow path 38 communicating with the fuel gas inlet communication hole 34a and the fuel gas outlet communication hole 34b is formed on the surface 14a of the first separator 14 facing the electrolyte membrane / electrode structure 10 with a resin frame. Between the surface 14 b of the first separator 14 and the surface 16 b of the second separator 16, a cooling medium flow path 40 communicating with the cooling medium inlet communication hole 32 a and the cooling medium outlet communication hole 32 b is formed.

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。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。   As shown in FIGS. 1 and 2, the first seal member 42 is integrated with the surfaces 14 a and 14 b of the first separator 14 around the outer peripheral end of the first separator 14. The second seal member 44 is integrated with the surfaces 16 a and 16 b of the second separator 16 around the outer peripheral end portion of the second separator 16.

図2に示すように、第1シール部材42は、樹脂枠付き電解質膜・電極構造体10を構成する樹脂製枠部材24の内周突部24aに当接する第1凸状シール42aと、第2セパレータ16の第2シール部材44に当接する第2凸状シール42bとを有する。第2シール部材44は、第2凸状シール42bに当接する面が平面を有する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に凸状シール(図示せず)を設けてもよい。   As shown in FIG. 2, the first seal member 42 includes a first convex seal 42 a that contacts the inner peripheral protrusion 24 a of the resin frame member 24 constituting the electrolyte membrane / electrode structure 10 with resin frame, And a second convex seal 42b in contact with the second seal member 44 of the two separator 16. The second seal member 44 constitutes a flat seal having a flat surface that contacts the second convex seal 42b. Instead of the second convex seal 42b, the second seal member 44 may be provided with a convex seal (not shown).

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が用いられる。   The first and second sealing members 42 and 44 include, for example, EPDM, NBR, fluorine rubber, silicone rubber, fluorosilicone rubber, butyl rubber, natural rubber, styrene rubber, chloroprene or acrylic rubber, a cushioning material, Alternatively, a packing material is used.

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。   As shown in FIG. 1, the first separator 14 has a supply hole portion 46 that communicates the fuel gas inlet communication hole 34a with the fuel gas passage 38, and the fuel gas passage 38 communicates with the fuel gas outlet communication hole 34b. A discharge hole 48 is formed.

次いで、樹脂枠付き電解質膜・電極構造体10を製造する方法について、以下に説明する。   Next, a method for producing the resin frame-attached electrolyte membrane / electrode structure 10 will be described below.

先ず、図4に示すように、段差MEAである電解質膜・電極構造体10aが作製される。具体的には、触媒と溶媒との混合物にバインダー溶液を投入し、所定のインク粘土まで混合した電極インクを、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。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。   First, as shown in FIG. 4, an electrolyte membrane / electrode structure 10a which is a step MEA is produced. Specifically, a binder solution is put into a mixture of a catalyst and a solvent, and an electrode ink obtained by applying screen ink to a PET sheet made of a PET film with electrode ink mixed up to a predetermined ink clay is formed, and the electrode Hot pressing is performed with the solid polymer electrolyte membrane 18 sandwiched between the sheets. Then, the first electrode catalyst layer 20a and the second electrode catalyst layer 22a are formed on the surface 18a and the surface 18b of the solid polymer electrolyte membrane 18 by peeling the PET sheet.

さらに、第1ガス拡散層20b及び第2ガス拡散層22bの製造工程では、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、カーボンペーパに塗布して乾燥されることにより、前記カーボンペーパと下地層とからなる第1ガス拡散層20b及び第2ガス拡散層22bが作製される。   Furthermore, in the manufacturing process of the first gas diffusion layer 20b and the second gas diffusion layer 22b, a slurry in which a mixture containing carbon black and PTFE (polytetrafluoroethylene) particles is uniformly dispersed in ethylene glycol is formed. The slurry is applied to carbon paper and dried to produce a first gas diffusion layer 20b and a second gas diffusion layer 22b composed of the carbon paper and a base layer.

そこで、固体高分子電解質膜18の面18a側に、すなわち、第1電極触媒層20aに第1ガス拡散層20bが配置されるとともに、前記固体高分子電解質膜18の面18bに、すなわち、第2電極触媒層22aに第2ガス拡散層22bが配置される。これらが一体に積層されてホットプレス処理されることにより、電解質膜・電極構造体10aが作製される。   Therefore, the first gas diffusion layer 20b is disposed on the surface 18a side of the solid polymer electrolyte membrane 18, that is, the first electrode catalyst layer 20a, and the first polymer gas diffusion layer 20b is disposed on the surface 18b of the solid polymer electrolyte membrane 18. The second gas diffusion layer 22b is disposed on the two-electrode catalyst layer 22a. The electrolyte membrane / electrode structure 10a is manufactured by stacking these together and subjecting them to hot pressing.

一方、樹脂製枠部材24は、金型(図示せず)を用いて射出成形することにより、予め成形される。樹脂製枠部材24は、肉薄形状の内周突部24aを有するとともに、前記内周突部24aとは反対側の面には、厚さ方向に突出して樹脂含浸部28を形成するための樹脂突起部28aが一体成形される。   On the other hand, the resin frame member 24 is preliminarily molded by injection molding using a mold (not shown). The resin frame member 24 has a thin inner peripheral projection 24a, and a resin for projecting in the thickness direction to form a resin impregnated portion 28 on the surface opposite to the inner peripheral projection 24a. The protrusion 28a is integrally formed.

次に、樹脂製枠部材24の内周突部24aには、内側壁部24bの近傍(第1ガス拡散層20bの外周端部20be近傍)に位置して接着層26を構成する第1接着剤26aが塗布される。第1接着剤26aは、所定の時間だけ所定の温度に加熱されることにより、半硬化状態になる。第1接着剤26aが半硬化であるとは、例えば、ゴム硬度計での計測において、完全硬化時の10%〜80%の硬度をいう。ゴム硬度計(デュロメータ)による測定は、例えば、JIS K 6250に準ずる。   Next, the first adhesion that constitutes the adhesive layer 26 is located on the inner peripheral protrusion 24a of the resin frame member 24 in the vicinity of the inner wall 24b (near the outer peripheral end 20be of the first gas diffusion layer 20b). Agent 26a is applied. The first adhesive 26a is semi-cured by being heated to a predetermined temperature for a predetermined time. The first adhesive 26a being semi-cured means, for example, a hardness of 10% to 80% at the time of complete curing in measurement with a rubber hardness meter. The measurement with a rubber hardness meter (durometer) is based on, for example, JIS K 6250.

第1接着剤26aが半硬化状態に至った後、樹脂製枠部材24の内周突部24aには、第1接着剤26aの塗布範囲以外の範囲(少なくとも内側壁部24bから離間する部位)に第2接着剤26bが塗布される(図5参照)。   After the first adhesive 26a reaches the semi-cured state, the inner peripheral protrusion 24a of the resin frame member 24 has a range other than the application range of the first adhesive 26a (at least a part separated from the inner wall 24b). The second adhesive 26b is applied to (see FIG. 5).

第2接着剤26bは、第1接着剤26aとの間に隙間sを設けるとともに、範囲h(0.5mm〜2mm)の中に一部又は全面に亘って設けられる。この第2接着剤26bは、第1接着剤26aと同一の接着剤が使用されるが、異なった接着剤でもよい。   The second adhesive 26b is provided across the entire surface in the range h (0.5 mm to 2 mm) while providing a gap s between the second adhesive 26b and the first adhesive 26a. As the second adhesive 26b, the same adhesive as the first adhesive 26a is used, but a different adhesive may be used.

そして、樹脂製枠部材24の内側壁部24bと電解質膜・電極構造体10aの第1ガス拡散層20bの外周端部20beとが位置合わせされ、第1接着剤26a及び第2接着剤26bが加熱されるとともに、荷重(プレス等)が付与される。これにより、樹脂製枠部材24の内周突部24aと固体高分子電解質膜18の外周縁部18beとは、接着層26を介して接着される。接着される際、第1接着剤26aの硬化率は、第2接着剤26bの硬化率よりも高い。   Then, the inner wall portion 24b of the resin frame member 24 and the outer peripheral end portion 20be of the first gas diffusion layer 20b of the electrolyte membrane / electrode structure 10a are aligned, and the first adhesive 26a and the second adhesive 26b are aligned. While being heated, a load (press or the like) is applied. Thereby, the inner peripheral protrusion 24 a of the resin frame member 24 and the outer peripheral edge 18 be of the solid polymer electrolyte membrane 18 are bonded via the adhesive layer 26. When bonded, the curing rate of the first adhesive 26a is higher than the curing rate of the second adhesive 26b.

さらに、図6に示すように、電解質膜・電極構造体10aと樹脂製枠部材24とが位置合わせされた状態で、荷重が付与されるとともに、前記樹脂製枠部材24の樹脂突起部28aが加熱される。加熱方式としては、レーザ溶着、赤外線溶着やインパルス溶着等が採用される。   Further, as shown in FIG. 6, in the state where the electrolyte membrane / electrode structure 10a and the resin frame member 24 are aligned, a load is applied, and the resin protrusion 28a of the resin frame member 24 is Heated. As the heating method, laser welding, infrared welding, impulse welding, or the like is employed.

従って、樹脂突起部28aは、加熱溶融され、前記樹脂突起部28aは、カソード電極20を構成する第1ガス拡散層20bに含浸される。これにより、樹脂枠付き電解質膜・電極構造体10が製造される。   Therefore, the resin protrusion 28 a is heated and melted, and the resin protrusion 28 a is impregnated in the first gas diffusion layer 20 b constituting the cathode electrode 20. Thereby, the electrolyte membrane and electrode structure 10 with a resin frame is manufactured.

樹脂枠付き電解質膜・電極構造体10は、図2に示すように、第1セパレータ14及び第2セパレータ16により挟持される。第1セパレータ14は、樹脂製枠部材24の内周突部24aに当接し、第2セパレータ16と共に樹脂枠付き電解質膜・電極構造体10に荷重を付与する。さらに、燃料電池12は、所定数だけ積層されて燃料電池スタックが構成されるとともに、図示しないエンドプレート間に締め付け荷重が付与される。   As shown in FIG. 2, the resin membrane-attached electrolyte membrane / electrode structure 10 is sandwiched between the first separator 14 and the second separator 16. The first separator 14 abuts on the inner peripheral protrusion 24 a of the resin frame member 24 and applies a load to the electrolyte membrane / electrode structure 10 with a resin frame together with the second separator 16. Furthermore, a predetermined number of fuel cells 12 are stacked to form a fuel cell stack, and a clamping load is applied between end plates (not shown).

このように構成される燃料電池12の動作について、以下に説明する。   The operation of the fuel cell 12 configured as described above will be described below.

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。   First, as shown in FIG. 1, an oxidant gas such as an oxygen-containing gas is supplied to the oxidant gas inlet communication hole 30a, and a fuel gas such as a hydrogen-containing gas is supplied to the fuel gas inlet communication hole 34a. Further, a cooling medium such as pure water, ethylene glycol, or oil is supplied to the cooling medium inlet communication hole 32a.

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10aのカソード電極20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10aのアノード電極22に供給される。   For this reason, the oxidant gas is introduced into the oxidant gas flow path 36 of the second separator 16 from the oxidant gas inlet communication hole 30a, and moves in the direction of arrow B to the cathode electrode 20 of the electrolyte membrane / electrode structure 10a. Supplied. On the other hand, the fuel gas is introduced from the fuel gas inlet communication hole 34 a through the supply hole 46 into the fuel gas flow path 38 of the first separator 14. The fuel gas moves in the direction of arrow B along the fuel gas flow path 38 and is supplied to the anode electrode 22 of the electrolyte membrane / electrode structure 10a.

従って、各電解質膜・電極構造体10aでは、カソード電極20に供給される酸化剤ガスと、アノード電極22に供給される燃料ガスとが、電極触媒層内で電気化学反応により消費されて発電が行われる。   Therefore, in each electrolyte membrane / electrode structure 10a, the oxidant gas supplied to the cathode electrode 20 and the fuel gas supplied to the anode electrode 22 are consumed by an electrochemical reaction in the electrode catalyst layer to generate power. Done.

次いで、カソード電極20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22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。   Next, the oxidant gas consumed by being supplied to the cathode electrode 20 is discharged in the direction of arrow A along the oxidant gas outlet communication hole 30b. Similarly, the fuel gas consumed by being supplied to the anode electrode 22 passes through the discharge hole 48 and is discharged in the direction of arrow A along the fuel gas outlet communication hole 34b.

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10aを冷却した後、冷却媒体出口連通孔32bから排出される。   The cooling medium supplied to the cooling medium inlet communication hole 32a is introduced into the cooling medium flow path 40 between the first separator 14 and the second separator 16, and then flows in the direction of arrow B. The cooling medium is discharged from the cooling medium outlet communication hole 32b after the electrolyte membrane / electrode structure 10a is cooled.

この場合、本実施形態では、図4に示すように、樹脂製枠部材24の内周突部24aには、内側壁部24bの近傍に位置して接着層26を構成する第1接着剤26aが塗布される。そして、図5に示すように、第1接着剤26aが半硬化状態に至った後、樹脂製枠部材24の内周突部24aには、第1接着剤26aの塗布範囲以外の範囲に第2接着剤26bが塗布される。   In this case, in this embodiment, as shown in FIG. 4, the first adhesive 26 a constituting the adhesive layer 26 is located in the vicinity of the inner wall portion 24 b on the inner peripheral protrusion 24 a of the resin frame member 24. Is applied. Then, as shown in FIG. 5, after the first adhesive 26a reaches a semi-cured state, the inner peripheral projection 24a of the resin frame member 24 has a first area 26 in a range other than the application range of the first adhesive 26a. 2 Adhesive 26b is applied.

このため、第1接着剤26a及び第2接着剤26bにより、固体高分子電解質膜18の外周縁部18beと樹脂製枠部材24の内周突部24aとを接合する際、第1接着剤26aが前記内周突部24aの基端部を構成する内側壁部24bと第1ガス拡散層20bの外周端部20beとの間に流れ込むことがない。第1接着剤26aは、半硬化状態であり、比較的高粘度を有して流動性が低下されているからである。なお、第1接着剤26aは、半硬化状態であるため、所望の接着性を確保している。   For this reason, when the outer peripheral edge 18be of the solid polymer electrolyte membrane 18 and the inner peripheral protrusion 24a of the resin frame member 24 are joined by the first adhesive 26a and the second adhesive 26b, the first adhesive 26a. Does not flow between the inner wall portion 24b constituting the base end portion of the inner peripheral protrusion 24a and the outer peripheral end portion 20be of the first gas diffusion layer 20b. This is because the first adhesive 26a is in a semi-cured state, has a relatively high viscosity, and has reduced fluidity. In addition, since the 1st adhesive agent 26a is a semi-hardened state, the desired adhesiveness is ensured.

従って、第1ガス拡散層20bに第1接着剤26aが浸み込んで前記第1ガス拡散層20bの空孔が閉塞されることを、確実に阻止することができる。これにより、樹脂含浸部28が良好に形成されずに、電解質膜・電極構造体10aと樹脂製枠部材24との接合強度が低下することを確実に抑制することが可能になるという効果が得られる。   Accordingly, it is possible to reliably prevent the first adhesive 26a from entering the first gas diffusion layer 20b and closing the pores of the first gas diffusion layer 20b. As a result, the resin impregnated portion 28 is not formed satisfactorily, and it is possible to reliably suppress a decrease in the bonding strength between the electrolyte membrane / electrode structure 10a and the resin frame member 24. It is done.

これにより、簡単な工程で、段差MEAである電解質膜・電極構造体10aを構成する固体高分子電解質膜18の外周を周回して樹脂製枠部材24を強固且つ容易に接合することができる。   Thereby, the resin frame member 24 can be firmly and easily joined around the outer periphery of the solid polymer electrolyte membrane 18 constituting the electrolyte membrane / electrode structure 10a which is the step MEA by a simple process.

なお、本実施形態では、樹脂含浸部28が樹脂製枠部材24に一体成形される樹脂突起部28aにより構成されているが、これに限定されるものではない。例えば、樹脂製枠部材24とは別体の樹脂部材を用意し、この樹脂部材を前記樹脂製枠部材24と第1ガス拡散層20bとに跨って溶融させることにより、樹脂含浸部28を形成してもよい。   In the present embodiment, the resin-impregnated portion 28 is configured by the resin protrusion 28a integrally formed with the resin frame member 24, but is not limited thereto. For example, a resin member separate from the resin frame member 24 is prepared, and the resin member is melted across the resin frame member 24 and the first gas diffusion layer 20b, thereby forming the resin impregnated portion 28. May be.

10…樹脂枠付き電解質膜・電極構造体 10a…電解質膜・電極構造体
12…燃料電池 14、16…セパレータ
18…固体高分子電解質膜 20…カソード電極
20a、22a…電極触媒層 20b、22b…ガス拡散層
22…アノード電極 24…樹脂製枠部材
24a…内周突部 24b…内側壁部
26…接着層 26a、26b…接着剤
28…樹脂含浸部 28a…樹脂突起部
30a…酸化剤ガス入口連通孔 30b…酸化剤ガス出口連通孔
32a…冷却媒体入口連通孔 32b…冷却媒体出口連通孔
34a…燃料ガス入口連通孔 34b…燃料ガス出口連通孔
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
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electrolyte membrane / electrode structure with resin frame 10a ... Electrolyte membrane / electrode structure 12 ... Fuel cell 14, 16 ... Separator 18 ... Solid polymer electrolyte membrane 20 ... Cathode electrode 20a, 22a ... Electrode catalyst layer 20b, 22b ... Gas diffusion layer 22 ... Anode electrode 24 ... Resin frame member 24a ... Inner peripheral projection 24b ... Inner wall portion 26 ... Adhesive layer 26a, 26b ... Adhesive 28 ... Resin impregnated portion 28a ... Resin projection 30a ... Oxidant gas inlet Communication hole 30b ... Oxidant gas outlet communication hole 32a ... Cooling medium inlet communication hole 32b ... Cooling medium outlet communication hole 34a ... Fuel gas inlet communication hole 34b ... Fuel gas outlet communication hole 36 ... Oxidant gas flow path 38 ... Fuel gas flow Channel 40: Cooling medium channel 42, 44: Seal member

Claims (4)

固体高分子電解質膜の一方の面に、第1触媒層及び第1ガス拡散層を有する第1電極が配設され、且つ前記固体高分子電解質膜の他方の面に、第2触媒層及び第2ガス拡散層を有する第2電極が配設されるとともに、前記第1ガス拡散層の平面寸法は、前記第2ガス拡散層の平面寸法よりも大きな寸法に設定される電解質膜・電極構造体と、
前記固体高分子電解質膜の外周を周回し、前記第2ガス拡散層側に突出する薄肉状の内周突部と、前記内周突部の基端部を構成し、前記第1ガス拡散層の外周端部に対向する内側壁部とが設けられる樹脂製枠部材と、
を備える燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体の製造方法であって、
前記第2ガス拡散層の外周を周回して前記固体高分子電解質膜と前記樹脂製枠部材の前記内周突部とを、接着層により接合する第1の工程を有し、
前記第1の工程は、前記樹脂製枠部材の前記内周突部に、前記内側壁部の近傍に位置して第1接着剤を塗布する工程と、
前記第1接着剤が半硬化した後、前記内周突部の、前記第1接着剤の塗布範囲よりも前記内側壁部から離間する範囲に第2接着剤を塗布し、前記第1接着剤及び前記第2接着剤により、前記固体高分子電解質膜の外周縁部と前記樹脂製枠部材の前記内周突部とを接合する工程と、
を有することを特徴とする燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体の製造方法。
A first electrode having a first catalyst layer and a first gas diffusion layer is disposed on one surface of the solid polymer electrolyte membrane, and a second catalyst layer and a second electrode are disposed on the other surface of the solid polymer electrolyte membrane. An electrolyte membrane / electrode structure in which a second electrode having two gas diffusion layers is disposed, and a planar dimension of the first gas diffusion layer is set to be larger than a planar dimension of the second gas diffusion layer When,
A thin-walled inner peripheral protrusion projecting around the outer periphery of the solid polymer electrolyte membrane and projecting toward the second gas diffusion layer, and a base end portion of the inner peripheral protrusion, and comprising the first gas diffusion layer A resin frame member provided with an inner wall portion facing the outer peripheral end portion of
A method for producing an electrolyte membrane / electrode structure with a resin frame for a fuel cell, comprising:
Having a first step of joining the solid polymer electrolyte membrane and the inner peripheral protrusion of the resin frame member by an adhesive layer around the outer periphery of the second gas diffusion layer;
The first step is a step of applying a first adhesive to the inner peripheral protrusion of the resin frame member in the vicinity of the inner wall portion; and
After the first adhesive is semi-cured, a second adhesive is applied to a range of the inner peripheral protrusion that is farther from the inner wall than the application range of the first adhesive, and the first adhesive And bonding the outer peripheral edge of the solid polymer electrolyte membrane and the inner peripheral protrusion of the resin frame member with the second adhesive,
A method for producing an electrolyte membrane / electrode structure with a resin frame for a fuel cell, comprising:
請求項1記載の製造方法において、前記第1ガス拡散層の外周端部と前記樹脂製枠部材の前記内側壁部とを、前記外周端部に溶融樹脂が含浸された樹脂含浸部により接合する第2の工程を有することを特徴とする燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体の製造方法。 The manufacturing method of claim 1, wherein an outer peripheral edge portion of the first gas diffusion layer and the inner wall portion of the resin frame member, prior to bonding a resin-impregnated part where the molten resin is impregnated into Kigaishu end The manufacturing method of the electrolyte membrane and electrode structure with a resin frame for fuel cells characterized by having the 2nd process to do. 請求項2記載の製造方法において、前記樹脂製枠部材には、前記樹脂含浸部を構成する突起部が一体に設けられ、前記突起部が前記外周端部に溶融されて該樹脂含浸部が形成されることを特徴とする燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体の製造方法。   3. The manufacturing method according to claim 2, wherein the resin frame member is integrally provided with a protrusion that constitutes the resin-impregnated portion, and the protrusion is melted at the outer peripheral end portion to form the resin-impregnated portion. A method for producing an electrolyte membrane / electrode structure with a resin frame for a fuel cell. 請求項1〜3のいずれか1項に記載の製造方法において、前記第1接着剤及び前記第2接着剤は、同一の接着剤を使用することを特徴とする燃料電池用樹脂枠付き電解質膜・電極構造体の製造方法。   4. The manufacturing method according to claim 1, wherein the first adhesive and the second adhesive use the same adhesive. -Manufacturing method of an electrode structure.
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