本发明专利技术提供可以抑制固体高分子电解质膜的边缘侧的劣化并能抑制燃料极膜侧和氧化极膜侧之间的气体泄露的固体高分子电解质型燃料电池。在具有设置在固体高分子电解质膜（１１）的一面和另一面上的电极膜（１２）、（１３）的电池、和以覆盖电池的一侧的电极膜（１２）上的方式设置的第一气体扩散层１４、和覆盖电池另一侧的电极膜（１３）上的第二气体扩散层（１５）、和通过上述气体扩散层（１４）、（１５）分别设置在电池的一侧和另一侧的隔板（１６）的固体高分子电解质型燃料电池（１０）中，具备设置在电池的固体高分子电解质膜（１１）和上述气体扩散层（１４）、（１５）之间具有电绝缘性的第一绝缘层（１８）、和设置在上述气体扩散层（１４）、（１５）边缘具有电绝缘性的第二绝缘层（１９）。
【技术实现步骤摘要】
固体高分子电解质型燃料电池
本专利技术涉及固体高分子电解质型燃料电池。
技术介绍
图10示出以往的固体高分子型燃料电池的重要部分的概要构成。如图10所示，在具有质子(H+)传导性的固体高分子电解质膜111的一侧粘接含有Pt-Ru类等催化剂金属且具有导电性和气体透过性的燃料极膜112。在固体高分子电解质膜111的另一侧粘接含有Pt类等催化剂金属且具有导电性和气体透过性的氧化极膜113。在作为含有上述固体高分子电解质膜111、燃料极膜112、氧化极膜113等的固体高分子电解质膜电极接合体(电池)的一侧的电极膜的燃料极膜112侧，具有导电性和气体扩散性的第一气体扩散层114以包覆该燃料极膜112的方式包围并粘接，即比燃料极膜112大的第一气体扩散层114与该燃料极膜112一起直接接触固体高分子电解质膜111地粘接。在作为电池另一侧的电极膜的氧化极膜113侧包围并粘接具有导电性和气体扩散性的第二气体扩散层115并使之包覆该氧化极膜113，即粘接比氧化极膜113大的第二气体扩散层115，并使其直接接触该氧化极膜113和固体高分子电解质膜111。在粘接了上述气体扩散层114、115的上述电池的一侧和另一侧，在一方面形成氢气等燃料气体流道、另一方面形成空气或氧等氧化气体流道的同时，分别设置具有导电性的隔板116。从上述电极膜112、113以及上述气体扩散层114、115的周边露出的上述固体高分子电解质膜111的周边通过密封材料117被上述隔板116夹持。另外，在图9中记载了，上述气体扩散层114、115与上述电极膜112、113的端面之间没有间隙并密合在该电极膜112、113的端面，但实际上，也有与上述电极膜112、113的端面之间有间隙并且直接接触在上述固体高分子电解质膜111上地进行粘接的情况。在这种以往的固体高分子电解质型燃料电池110中，在向上述隔板116-->的上述燃料气体流道中供给燃料气体的同时，向上述隔板116的上述氧化气体流道供给氧化气体时，燃料气体在第一气体扩散层114中边扩散边供给到燃料极膜112中，同时，氧化气体在第二气体扩散层115中边扩散边供给到氧化极膜113，由此燃料气体和氧化气体在上述电池中发生电化学反应，在燃料电极112侧由氢气生成的质子(H+)经过固体高分子电解质膜111内向氧化极膜113侧移动，同时，在燃料极膜112侧由氢气生成的电子(e-)从第一气体扩散层114和上述隔板116经由外部电路通过上述的隔板116和第二气体扩散层115向氧化极膜113侧流动。由此，在氧化极膜113侧使氧与上述质子和上述电子反应生成水，同时可以发电。[专利文献1]特许第3271410号公报[专利文献2]特许第3345240号公报[专利文献3]特开2003-123777号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题但是，在上述的以往的固体高分子电解质型燃料电池中，在将燃料气体和氧化气体供给到电池内时或进行上述反应时等，生成过氧化氢(H2O2)等副反应生成物，并且由该过氧化氢生成羟自由基(·OH)等自由基时，该自由基使固体高分子电解质膜111劣化，有可能在燃料极膜112侧和氧化极膜113侧之间发生气体泄露。本专利技术者们确认了由该自由基引起的固体高分子电解质膜111的劣化时，得知其大部分都发生在固体高分子电解质膜111的周边侧。因此，本专利技术的目的在于，通过明确了固体高分子电解质膜的劣化机理，并基于此实施固体高分子电解质膜的劣化对策，提供可以抑制固体高分子电解质膜的周边侧的劣化并抑制燃料极膜侧和氧化极膜侧之间的气体泄露的固体高分子电解质型燃料电池。解决问题的方法为解决上述问题，第一项专利技术涉及的固体高分子电解质型燃料电池是具备：在固体高分子电解质膜的一面和另一面设置了电极膜的固体高分子电解质膜电极接合体、和以包覆在上述固体高分子电解质膜电极接合体的一侧的上述电极膜上的方式设置的第一气体扩散层、和以包覆在上述固体高分子电-->解质膜电极接合体的另一侧的上述电极膜上的方式设置的第二气体扩散层、和通过上述气体扩散层分别在上述固体高分子电解质膜电极接合体的一侧和另一侧设置的隔板的固体高分子电解质型燃料电池，其特征在于，为防止上述固体高分子电解质膜电极接合体的上述固体高分子电解质膜与上述第一气体扩散层和上述第二气体扩散层中的至少一个的直接接触，具备设置在该固体高分子电解质膜与该第一气体扩散层和该第二气体扩散层中的至少一个之间并抑制在该固体高分子电解质膜与该第一气体扩散层和该第二气体扩散层中的至少一个之间产生自由基的第一劣化抑制材料。第二项专利技术涉及的固体高分子电解质型燃料电池是具有：在固体高分子电解质膜的一面以及另一面上设置电极膜的固体高分子电解质膜电极接合体、和以覆盖在上述固体高分子电解质膜电极接合体的一侧的上述电极膜上的方式设置的第一气体扩散层、和以覆盖在上述固体高分子电解质膜电极接合体的另一侧的上述电极膜上的方式设置的第二气体扩散层、以及通过上述气体扩散层分别设置在上述固体高分子电解质膜电极接合体的一侧和另一侧的隔板的固体高分子电解质型燃料电池，其特征在于，上述第一气体扩散层以及上述第二气体扩散层中的至少一个不与上述固体高分子电解质膜电极接合体的上述固体高分子电解质膜接触而仅设置在上述电极膜上。第三项专利技术涉及的固体高分子电解质型燃料电池是具有：在固体高分子电解质膜的一面以及另一面上设置电极膜的固体高分子电解质膜电极接合体、和以覆盖在上述固体高分子电解质膜电极接合体的一侧的上述电极膜上的方式设置的第一气体扩散层、和以覆盖在上述固体高分子电解质膜电极接合体的另一侧的上述电极膜上的方式设置的第二气体扩散层、以及通过上述气体扩散层分别设置在上述固体高分子电解质膜电极接合体的一侧和另一侧的隔板的固体高分子电解质型燃料电池，其特征在于，从上述固体高分子电解质膜电极接合体的上述电极膜露出的上述固体高分子电解质膜的周边侧含有抑制过氧化氢分解为水和氧而产生自由基的劣化抑制材料。第四项专利技术涉及的固体高分子电解质型燃料电池，其特征在于，在第一项或第二项专利技术中记载的固体高分子电解质型燃料电池中，为防止上述固体高分子电解质膜电极接合体的上述固体高分子电解质膜与上述第一气体扩散层和上述第二气体扩散层中的至少一个直接接触，具有设置在该固体高分子电解质膜与该第一气体扩散层和该第二气体扩散层中的至少一个的周边-->端，并且抑制该固体高分子电解质膜与该第一气体扩散层和该第二气体扩散层中的至少一个之间产生自由基的第二劣化抑制材料。第五项专利技术涉及的固体高分子电解质型燃料电池，其特征在于，在从第一项到第三项专利技术的任意一项中记载的固体高分子电解质型燃料电池中，在上述固体高分子电解质膜电极接合体的上述固体高分子电解质膜和上述隔板之间设置有空间。第六项专利技术涉及的固体高分子电解质型燃料电池，其特征在于，在第五项专利技术中的记载的固体高分子电解质型燃料电池中，为防止上述固体高分子电解质膜电极接合体的上述固体高分子电解质膜和上述隔板的直接接触，则具有设置在上述空间的并抑制该固体高分子电解质膜和该隔板之间产生自由基的第三劣化抑制材料。第七项专利技术涉及的固体高分子电解质型燃料电池，其特征在于，在第一项、第四项、第六项的任一项专利技术中记载的固体高分子电解质型燃料电池中，上述劣化抑制材本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种固体高分子电解质型燃料电池，该电池是包括：在固体高分子电解质膜的一面和另一面设置电极膜的固体高分子电解质膜电极接合体、和以包覆在上述固体高分子电解质膜电极接合体的一侧的上述电极膜上的方式设置的第一气体扩散层、和以包覆在上述固体高分子电解质膜电极接合体的另一侧的上述电极膜上的方式设置的第二气体扩散层、和通过上述气体扩散层分别在上述固体高分子电解质膜电极接合体的一侧和另一侧设置的隔板的固体高分子电解质型燃料电池，其特征在于，为防止上述固体高分子电解质膜电极接合体的上述固体高分子电解质膜与上述第一气体扩散层和上述第二气体扩散层中的至少一个直接接触，具备设置在该固体高分子电解质膜与该第一气体扩散层和该第二气体扩散层中的至少一个之间并抑制在该固体高分子电解质膜与该第一气体扩散层和该第二气体扩散层中的至少一个之间产生自由基的第一劣化抑制材料。
【技术特征摘要】
JP 2005-6-2 162469/05;JP 2005-10-17 301234/051.一种固体高分子电解质型燃料电池，该电池是包括：在固体高分子电解质膜的一面和另一面设置电极膜的固体高分子电解质膜电极接合体、和以包覆在上述固体高分子电解质膜电极接合体的一侧的上述电极膜上的方式设置的第一气体扩散层、和以包覆在上述固体高分子电解质膜电极接合体的另一侧的上述电极膜上的方式设置的第二气体扩散层、和通过上述气体扩散层分别在上述固体高分子电解质膜电极接合体的一侧和另一侧设置的隔板的固体高分子电解质型燃料电池，其特征在于，为防止上述固体高分子电解质膜电极接合体的上述固体高分子电解质膜与上述第一气体扩散层和上述第二气体扩散层中的至少一个直接接触，具备设置在该固体高分子电解质膜与该第一气体扩散层和该第二气体扩散层中的至少一个之间并抑制在该固体高分子电解质膜与该第一气体扩散层和该第二气体扩散层中的至少一个之间产生自由基的第一劣化抑制材料。2.一种固体高分子电解质型燃料电池，该电池是包括：在固体高分子电解质膜的一面以及另一面上设置电极膜的固体高分子电解质膜电极接合体、和以覆盖在上述固体高分子电解质膜电极接合体的一侧的上述电极膜上的方式设置的第一气体扩散层、和以覆盖在上述固体高分子电解质膜电极接合体的另一侧的上述电极膜上的方式设置的第二气体扩散层、以及通过上述气体扩散层分别设置在上述固体高分子电解质膜电极接合体的一侧和另一侧的隔板的固体高分子电解质型燃料电池，其特征在于，上述第一气体扩散层以及上述第二气体扩散层中的至少一个不与上述固体高分子电解质膜电极接合体的上述固体高分子电解质膜接触而仅设置在上述电极膜上。3.一种固体高分子电解质型燃料电池，该电池是包括：在固体高分子电解质膜的一面以及另一面上设置电极膜的固体高分子电解质膜电极接合体、和以覆盖在上述固体高分子电解质膜电极接合体的一侧的上述电极膜上的方式设置的第一气体扩散层...
【专利技术属性】
技术研发人员：山田昭彦，弦卷茂，渡边悟，森贺卓也，伊藤荣基，丰田一郎，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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