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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022118852
(43)【公開日】2022-08-16
(54)【発明の名称】燃料電池
(51)【国際特許分類】
H01M 8/1004 20160101AFI20220808BHJP
H01M 8/0273 20160101ALI20220808BHJP
H01M 8/10 20160101ALN20220808BHJP
【ＦＩ】
H01M8/1004
H01M8/0273
H01M8/10 101
【審査請求】未請求
【請求項の数】1
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021015630
(22)【出願日】2021-02-03
(71)【出願人】
【識別番号】000004695
【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ
(71)【出願人】
【識別番号】000003207
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100104499
【弁理士】
【氏名又は名称】岸本 達人
(74)【代理人】
【識別番号】100101203
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100129838
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 典輝
(72)【発明者】
【氏名】吉田 一彦
(72)【発明者】
【氏名】大平 紘敬
(72)【発明者】
【氏名】中澤 哲
【テーマコード（参考）】
5H126
【Ｆターム（参考）】
5H126AA02
5H126AA15
5H126BB06
5H126DD02
5H126DD05
5H126EE03
5H126EE11
5H126FF04
5H126FF07
(57)【要約】
【課題】電解質膜の劣化を抑制することができる燃料電池を提供する。
【解決手段】第１電極、電解質膜、及び、第２電極をこの順に備える膜電極接合体と、第１セパレータと、第２セパレータと、第１拡散層と、第２拡散層と、前記膜電極接合体の外周部に当該膜電極接合体と接触しないように所定の間隔を空けて配置され、且つ、前記第１セパレータと前記第２セパレータとの間に挟持される支持フレームと、前記支持フレームの少なくとも一方の面に配置される接合フィルムＡと、前記膜電極接合体の少なくとも一方の面に配置される接合フィルムＢと、前記支持フレームと前記膜電極接合体との間に配置され、且つ、前記接合フィルムＡの片側端部と前記接合フィルムＢの片側端部が互いに撓んだ状態で弾性接着剤を介して接合された接着部と、を備えることを特徴とする燃料電池。
【選択図】図１
【解決手段】第１電極、電解質膜、及び、第２電極をこの順に備える膜電極接合体と、第１セパレータと、第２セパレータと、第１拡散層と、第２拡散層と、前記膜電極接合体の外周部に当該膜電極接合体と接触しないように所定の間隔を空けて配置され、且つ、前記第１セパレータと前記第２セパレータとの間に挟持される支持フレームと、前記支持フレームの少なくとも一方の面に配置される接合フィルムＡと、前記膜電極接合体の少なくとも一方の面に配置される接合フィルムＢと、前記支持フレームと前記膜電極接合体との間に配置され、且つ、前記接合フィルムＡの片側端部と前記接合フィルムＢの片側端部が互いに撓んだ状態で弾性接着剤を介して接合された接着部と、を備えることを特徴とする燃料電池。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１電極、電解質膜、及び、第２電極をこの順に備える膜電極接合体と、
前記膜電極接合体の前記第１電極側に配置された第１セパレータと、
前記膜電極接合体の前記第２電極側に配置された第２セパレータと、
前記第１電極と前記第１セパレータとの間に配置された第１拡散層と、
前記第２電極と前記第２セパレータとの間に配置された第２拡散層と、
前記膜電極接合体の外周部に当該膜電極接合体と接触しないように所定の間隔を空けて配置され、且つ、前記第１セパレータと前記第２セパレータとの間に挟持される支持フレームと、
前記支持フレームの少なくとも一方の面に配置される接合フィルムＡと、
前記膜電極接合体の少なくとも一方の面に配置される接合フィルムＢと、
前記支持フレームと前記膜電極接合体との間に配置され、且つ、前記接合フィルムＡの片側端部と前記接合フィルムＢの片側端部が互いに撓んだ状態で弾性接着剤を介して接合された接着部と、を備えることを特徴とする燃料電池。
前記膜電極接合体の前記第１電極側に配置された第１セパレータと、
前記膜電極接合体の前記第２電極側に配置された第２セパレータと、
前記第１電極と前記第１セパレータとの間に配置された第１拡散層と、
前記第２電極と前記第２セパレータとの間に配置された第２拡散層と、
前記膜電極接合体の外周部に当該膜電極接合体と接触しないように所定の間隔を空けて配置され、且つ、前記第１セパレータと前記第２セパレータとの間に挟持される支持フレームと、
前記支持フレームの少なくとも一方の面に配置される接合フィルムＡと、
前記膜電極接合体の少なくとも一方の面に配置される接合フィルムＢと、
前記支持フレームと前記膜電極接合体との間に配置され、且つ、前記接合フィルムＡの片側端部と前記接合フィルムＢの片側端部が互いに撓んだ状態で弾性接着剤を介して接合された接着部と、を備え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】
本開示は、燃料電池に関する。
【背景技術】
【0002】
燃料電池（ＦＣ）は、複数の単セル（以下、セルと記載する場合がある）を積層した燃料電池スタック（以下、単にスタックと記載する場合がある）に、水素等の燃料ガスと酸素等の酸化剤ガスとの電気化学反応によって電気エネルギーを取り出す発電装置である。なお、実際に燃料電池に供給される燃料ガスおよび酸化剤ガスは、酸化・還元に寄与しないガスとの混合物である場合が多く、特に酸化剤ガスは酸素を含む空気であることが多い。なお、以下では、燃料ガスや酸化剤ガスを、特に区別することなく単に「反応ガス」あるいは「ガス」と呼ぶ場合もある。また、単セル、及び、単セルを積層した燃料電池スタックのいずれも、燃料電池と呼ぶ場合がある。
燃料電池の燃料極（アノード）では、ガス流路及びガス拡散層から供給される燃料ガスとしての水素（Ｈ２）が触媒層の触媒作用によりプロトン化し、電解質膜を通過して酸化剤極（カソード）へと移動する。同時に生成した電子は、外部回路を通って仕事をし、カソードへと移動する。カソードに供給される酸化剤ガスとしての酸素（Ｏ２）は、カソードの触媒層でプロトンおよび電子と反応し、水を生成する。生成した水は、電解質膜に適度な湿度を与え、余剰な水はガス拡散層（ＧＤＬ、以下単に拡散層と記載する場合がある）を透過して、系外へと排出される。
燃料電池の燃料極（アノード）では、ガス流路及びガス拡散層から供給される燃料ガスとしての水素（Ｈ２）が触媒層の触媒作用によりプロトン化し、電解質膜を通過して酸化剤極（カソード）へと移動する。同時に生成した電子は、外部回路を通って仕事をし、カソードへと移動する。カソードに供給される酸化剤ガスとしての酸素（Ｏ２）は、カソードの触媒層でプロトンおよび電子と反応し、水を生成する。生成した水は、電解質膜に適度な湿度を与え、余剰な水はガス拡散層（ＧＤＬ、以下単に拡散層と記載する場合がある）を透過して、系外へと排出される。
【0003】
燃料電池車両（以下車両と記載する場合がある）に車載されて用いられる燃料電池に関して様々な技術が提案されている。
例えば特許文献１では、燃料電池の電解質膜の膨張収縮による膜裂けを抑制するために電解質膜の一部を撓ませる旨が開示されている。
特許文献２では、支持フレームとガス拡散層との間に位置する接着剤層が緩衝材になり、ＭＥＡ（膜電極接合体）が破断するのを抑制できる燃料電池が開示されている。
例えば特許文献１では、燃料電池の電解質膜の膨張収縮による膜裂けを抑制するために電解質膜の一部を撓ませる旨が開示されている。
特許文献２では、支持フレームとガス拡散層との間に位置する接着剤層が緩衝材になり、ＭＥＡ（膜電極接合体）が破断するのを抑制できる燃料電池が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１４－０７２１６５号公報
【特許文献2】特開２０１９－１０９９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
燃料電池においては、アノードとカソードとの間におけるガスシール性を確保することが必須であるが、低コスト化のために熱膨張率の大きい支持フレーム材を使用した時でも電解質膜の破断を防止する必要がある。電解質膜は通常１５μｍ以下で薄膜であること、水の膨潤が大きいことから入力が入ると電解質膜が劣化する。なお、膜厚を１５μｍ以上にするとプロトンが移動する距離が大きくなるため抵抗が大きくなる。また、水の膨潤を抑えるとプロトンが通りにくくなり抵抗が大きくなる。
特許文献１では、電解質膜の撓ませた部分は拡散層など他の部材に挟まれていないためむき出しになり、電解質膜が劣化しやすい。特許文献２では、膜電極接合体と接着剤層は直線状に接しているため、熱がかかった場合に支持フレームの膨張収縮による応力および膜電極接合体の乾湿での膨張収縮による応力を受けて膜電極接合体が破断する可能性がある。
特許文献１では、電解質膜の撓ませた部分は拡散層など他の部材に挟まれていないためむき出しになり、電解質膜が劣化しやすい。特許文献２では、膜電極接合体と接着剤層は直線状に接しているため、熱がかかった場合に支持フレームの膨張収縮による応力および膜電極接合体の乾湿での膨張収縮による応力を受けて膜電極接合体が破断する可能性がある。
【0006】
本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、電解質膜の劣化を抑制することができる燃料電池を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示においては、第１電極、電解質膜、及び、第２電極をこの順に備える膜電極接合体と、
前記膜電極接合体の前記第１電極側に配置された第１セパレータと、
前記膜電極接合体の前記第２電極側に配置された第２セパレータと、
前記第１電極と前記第１セパレータとの間に配置された第１拡散層と、
前記第２電極と前記第２セパレータとの間に配置された第２拡散層と、
前記膜電極接合体の外周部に当該膜電極接合体と接触しないように所定の間隔を空けて配置され、且つ、前記第１セパレータと前記第２セパレータとの間に挟持される支持フレームと、
前記支持フレームの少なくとも一方の面に配置される接合フィルムＡと、
前記膜電極接合体の少なくとも一方の面に配置される接合フィルムＢと、
前記支持フレームと前記膜電極接合体との間に配置され、且つ、前記接合フィルムＡの片側端部と前記接合フィルムＢの片側端部が互いに撓んだ状態で弾性接着剤を介して接合された接着部と、を備えることを特徴とする燃料電池を提供する。
前記膜電極接合体の前記第１電極側に配置された第１セパレータと、
前記膜電極接合体の前記第２電極側に配置された第２セパレータと、
前記第１電極と前記第１セパレータとの間に配置された第１拡散層と、
前記第２電極と前記第２セパレータとの間に配置された第２拡散層と、
前記膜電極接合体の外周部に当該膜電極接合体と接触しないように所定の間隔を空けて配置され、且つ、前記第１セパレータと前記第２セパレータとの間に挟持される支持フレームと、
前記支持フレームの少なくとも一方の面に配置される接合フィルムＡと、
前記膜電極接合体の少なくとも一方の面に配置される接合フィルムＢと、
前記支持フレームと前記膜電極接合体との間に配置され、且つ、前記接合フィルムＡの片側端部と前記接合フィルムＢの片側端部が互いに撓んだ状態で弾性接着剤を介して接合された接着部と、を備えることを特徴とする燃料電池を提供する。
【発明の効果】
【0008】
本開示の燃料電池は、電解質膜の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
本開示においては、第１電極、電解質膜、及び、第２電極をこの順に備える膜電極接合体と、
前記膜電極接合体の前記第１電極側に配置された第１セパレータと、
前記膜電極接合体の前記第２電極側に配置された第２セパレータと、
前記第１電極と前記第１セパレータとの間に配置された第１拡散層と、
前記第２電極と前記第２セパレータとの間に配置された第２拡散層と、
前記膜電極接合体の外周部に当該膜電極接合体と接触しないように所定の間隔を空けて配置され、且つ、前記第１セパレータと前記第２セパレータとの間に挟持される支持フレームと、
前記支持フレームの少なくとも一方の面に配置される接合フィルムＡと、
前記膜電極接合体の少なくとも一方の面に配置される接合フィルムＢと、
前記支持フレームと前記膜電極接合体との間に配置され、且つ、前記接合フィルムＡの片側端部と前記接合フィルムＢの片側端部が互いに撓んだ状態で弾性接着剤を介して接合された接着部と、を備えることを特徴とする燃料電池を提供する。
前記膜電極接合体の前記第１電極側に配置された第１セパレータと、
前記膜電極接合体の前記第２電極側に配置された第２セパレータと、
前記第１電極と前記第１セパレータとの間に配置された第１拡散層と、
前記第２電極と前記第２セパレータとの間に配置された第２拡散層と、
前記膜電極接合体の外周部に当該膜電極接合体と接触しないように所定の間隔を空けて配置され、且つ、前記第１セパレータと前記第２セパレータとの間に挟持される支持フレームと、
前記支持フレームの少なくとも一方の面に配置される接合フィルムＡと、
前記膜電極接合体の少なくとも一方の面に配置される接合フィルムＢと、
前記支持フレームと前記膜電極接合体との間に配置され、且つ、前記接合フィルムＡの片側端部と前記接合フィルムＢの片側端部が互いに撓んだ状態で弾性接着剤を介して接合された接着部と、を備えることを特徴とする燃料電池を提供する。
【0011】
本開示者らは、加熱時における電解質膜端部挙動を可視化して、種々の部材における挙動を評価した結果、熱膨張率の大きいフィルム状の部材を支持フレームと接合し、膜電極接合体にも別のフィルム状の部材を接合して各々のフィルム状部材を弾性接着剤で接合することで、フィルム状の部材にかかる応力、膜電極接合体への印加応力を弾性領域以下に下げることができ、電解質膜の破断抑制効果が得られることを見出した。
本開示によれば、接合フィルムを支持フレームおよび膜電極接合体に別々に接合し、各々の接合フィルムを面接着することで接合フィルムのガスバリア性により、アノードとカソードの各反応ガスを互いに隔離でき、且つ、膜電極接合体と支持フレームを直接接合しないことで、支持フレームの熱変形による応力を接合フィルムおよび接合フィルム同士の接着剤が緩和することができるようになり、膜電極接合体に応力がかからないようにすることができ、電解質を含む膜電極接合体が破断するのを抑制することができる。
本開示によれば、接合フィルムを支持フレームおよび膜電極接合体に別々に接合し、各々の接合フィルムを面接着することで接合フィルムのガスバリア性により、アノードとカソードの各反応ガスを互いに隔離でき、且つ、膜電極接合体と支持フレームを直接接合しないことで、支持フレームの熱変形による応力を接合フィルムおよび接合フィルム同士の接着剤が緩和することができるようになり、膜電極接合体に応力がかからないようにすることができ、電解質を含む膜電極接合体が破断するのを抑制することができる。
【0012】
本開示の燃料電池は、膜電極接合体と、第１セパレータと、第２セパレータと、第１拡散層と、第２拡散層と、支持フレームと、接合フィルムＡと、接合フィルムＢと、接着部と、を備える
【0013】
膜電極接合体（ＭＥＡ：Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）は、第１電極、電解質膜、及び、第２電極をこの順に備える。
【0014】
電解質膜は、例えば、固体高分子電解質膜であってもよい。固体高分子電解質膜としては、例えば、水分が含まれたパーフルオロスルホン酸の薄膜等のフッ素系電解質膜、及び、炭化水素系電解質膜等が挙げられる。電解質膜としては、例えば、ナフィオン膜（デュポン社製）等であってもよい。
【0015】
第１電極、及び、第２電極は、一方がカソードであり、もう一方がアノードである。
カソード（酸化剤極）は、カソード触媒層を含む。
アノード（燃料極）は、アノード触媒層を含む。
カソード触媒層及びアノード触媒層をまとめて触媒層と称する。
触媒層は、電気化学反応を促進する金属等の触媒、電解質、及び、電子伝導性を有するカーボン粒子等の担体を備えていてもよい。
触媒（触媒金属）としては、例えば、白金（Ｐｔ）、及び、Ｐｔと他の金属とから成る合金（例えばコバルト、及び、ニッケル等を混合したＰｔ合金）等を用いることができる。
上記触媒はカーボン粒子等の担体上に担持されており、各触媒層では、触媒金属を担持した担体（触媒担持担体）と電解質とが混在していてもよい。
カソード（酸化剤極）は、カソード触媒層を含む。
アノード（燃料極）は、アノード触媒層を含む。
カソード触媒層及びアノード触媒層をまとめて触媒層と称する。
触媒層は、電気化学反応を促進する金属等の触媒、電解質、及び、電子伝導性を有するカーボン粒子等の担体を備えていてもよい。
触媒（触媒金属）としては、例えば、白金（Ｐｔ）、及び、Ｐｔと他の金属とから成る合金（例えばコバルト、及び、ニッケル等を混合したＰｔ合金）等を用いることができる。
上記触媒はカーボン粒子等の担体上に担持されており、各触媒層では、触媒金属を担持した担体（触媒担持担体）と電解質とが混在していてもよい。
【0016】
第１セパレータは、膜電極接合体の第１電極側に配置される。
第２セパレータは、膜電極接合体の第２電極側に配置される。
第１セパレータと第２セパレータは、一方がカソード側セパレータであり、もう一方がアノード側セパレータである。
第１セパレータは、第１電極がカソードの場合はカソード側セパレータであり、第１電極がアノードの場合はアノード側セパレータである。
第２セパレータは、第２電極がカソードの場合はカソード側セパレータであり、第２電極がアノードの場合はアノード側セパレータである。
第１セパレータと第２セパレータをまとめてセパレータと称する。アノード側セパレータとカソード側セパレータとをまとめてセパレータと称する。
第２セパレータは、膜電極接合体の第２電極側に配置される。
第１セパレータと第２セパレータは、一方がカソード側セパレータであり、もう一方がアノード側セパレータである。
第１セパレータは、第１電極がカソードの場合はカソード側セパレータであり、第１電極がアノードの場合はアノード側セパレータである。
第２セパレータは、第２電極がカソードの場合はカソード側セパレータであり、第２電極がアノードの場合はアノード側セパレータである。
第１セパレータと第２セパレータをまとめてセパレータと称する。アノード側セパレータとカソード側セパレータとをまとめてセパレータと称する。
【0017】
セパレータは、複数のリブと当該リブで隔てられた複数のガス流路溝とを有し、当該リブとガス拡散層とが当接していてもよい。
セパレータは、ガス拡散層に接する面に反応ガス流路を有していてもよい。また、セパレータは、ガス拡散層に接する面とは反対側の面に燃料電池の温度を一定に保つための冷媒流路を有していてもよい。
セパレータは、反応ガス及び冷媒を燃料電池の積層方向に流通させるための供給孔及び排出孔を有していてもよい。冷媒としては、低温時の凍結を防止するために例えばエチレングリコールと水との混合溶液を用いることができる。
本開示においては、燃料ガス、及び、酸化剤ガスをまとめて反応ガスと称する。アノードに供給される反応ガスは、燃料ガスであり、カソードに供給される反応ガスは酸化剤ガスである。燃料ガスは水素等であってもよい。酸化剤ガスは酸素、空気、乾燥空気等であってもよい。
供給孔は、燃料ガス供給孔、酸化剤ガス供給孔、及び、冷媒供給孔等が挙げられる。
排出孔は、燃料ガス排出孔、酸化剤ガス排出孔、及び、冷媒排出孔等が挙げられる。
セパレータは、１つ以上の燃料ガス供給孔を有していてもよく、１つ以上の酸化剤ガス供給孔を有していてもよく、１つ以上の冷媒供給孔を有していてもよく、１つ以上の燃料ガス排出孔を有していてもよく、１つ以上の酸化剤ガス排出孔を有していてもよく、１つ以上の冷媒排出孔を有していてもよい。
セパレータがアノード側セパレータである場合は、１つ以上の燃料ガス供給孔を有していてもよく、１つ以上の酸化剤ガス供給孔を有していてもよく、１つ以上の冷媒供給孔を有していてもよく、１つ以上の燃料ガス排出孔を有していてもよく、１つ以上の酸化剤ガス排出孔を有していてもよく、１つ以上の冷媒排出孔を有していてもよく、アノード側セパレータは、アノード側ガス拡散層に接する面に燃料ガス供給孔から燃料ガス排出孔に燃料ガスを流す燃料ガス流路を有していてもよく、アノード側ガス拡散層に接する面とは反対側の面に冷媒供給孔から冷媒排出孔に冷媒を流す冷媒流路を有していてもよい。
セパレータがカソード側セパレータである場合は、１つ以上の燃料ガス供給孔を有していてもよく、１つ以上の酸化剤ガス供給孔を有していてもよく、１つ以上の冷媒供給孔を有していてもよく、１つ以上の燃料ガス排出孔を有していてもよく、１つ以上の酸化剤ガス排出孔を有していてもよく、１つ以上の冷媒排出孔を有していてもよく、カソード側セパレータは、カソード側ガス拡散層に接する面に酸化剤ガス供給孔から酸化剤ガス排出孔に酸化剤ガスを流す酸化剤ガス流路を有していてもよく、カソード側ガス拡散層に接する面とは反対側の面に冷媒供給孔から冷媒排出孔に冷媒を流す冷媒流路を有していてもよい。
セパレータは、ガス不透過の導電性部材等であってもよい。導電性部材としては、例えば、カーボンを圧縮してガス不透過とした緻密質カーボン、及び、プレス成形した金属（例えば、鉄、アルミニウム、及び、ステンレス等）板等であってもよい。また、セパレータが集電機能を備えるものであってもよい。
セパレータは、ガス拡散層に接する面に反応ガス流路を有していてもよい。また、セパレータは、ガス拡散層に接する面とは反対側の面に燃料電池の温度を一定に保つための冷媒流路を有していてもよい。
セパレータは、反応ガス及び冷媒を燃料電池の積層方向に流通させるための供給孔及び排出孔を有していてもよい。冷媒としては、低温時の凍結を防止するために例えばエチレングリコールと水との混合溶液を用いることができる。
本開示においては、燃料ガス、及び、酸化剤ガスをまとめて反応ガスと称する。アノードに供給される反応ガスは、燃料ガスであり、カソードに供給される反応ガスは酸化剤ガスである。燃料ガスは水素等であってもよい。酸化剤ガスは酸素、空気、乾燥空気等であってもよい。
供給孔は、燃料ガス供給孔、酸化剤ガス供給孔、及び、冷媒供給孔等が挙げられる。
排出孔は、燃料ガス排出孔、酸化剤ガス排出孔、及び、冷媒排出孔等が挙げられる。
セパレータは、１つ以上の燃料ガス供給孔を有していてもよく、１つ以上の酸化剤ガス供給孔を有していてもよく、１つ以上の冷媒供給孔を有していてもよく、１つ以上の燃料ガス排出孔を有していてもよく、１つ以上の酸化剤ガス排出孔を有していてもよく、１つ以上の冷媒排出孔を有していてもよい。
セパレータがアノード側セパレータである場合は、１つ以上の燃料ガス供給孔を有していてもよく、１つ以上の酸化剤ガス供給孔を有していてもよく、１つ以上の冷媒供給孔を有していてもよく、１つ以上の燃料ガス排出孔を有していてもよく、１つ以上の酸化剤ガス排出孔を有していてもよく、１つ以上の冷媒排出孔を有していてもよく、アノード側セパレータは、アノード側ガス拡散層に接する面に燃料ガス供給孔から燃料ガス排出孔に燃料ガスを流す燃料ガス流路を有していてもよく、アノード側ガス拡散層に接する面とは反対側の面に冷媒供給孔から冷媒排出孔に冷媒を流す冷媒流路を有していてもよい。
セパレータがカソード側セパレータである場合は、１つ以上の燃料ガス供給孔を有していてもよく、１つ以上の酸化剤ガス供給孔を有していてもよく、１つ以上の冷媒供給孔を有していてもよく、１つ以上の燃料ガス排出孔を有していてもよく、１つ以上の酸化剤ガス排出孔を有していてもよく、１つ以上の冷媒排出孔を有していてもよく、カソード側セパレータは、カソード側ガス拡散層に接する面に酸化剤ガス供給孔から酸化剤ガス排出孔に酸化剤ガスを流す酸化剤ガス流路を有していてもよく、カソード側ガス拡散層に接する面とは反対側の面に冷媒供給孔から冷媒排出孔に冷媒を流す冷媒流路を有していてもよい。
セパレータは、ガス不透過の導電性部材等であってもよい。導電性部材としては、例えば、カーボンを圧縮してガス不透過とした緻密質カーボン、及び、プレス成形した金属（例えば、鉄、アルミニウム、及び、ステンレス等）板等であってもよい。また、セパレータが集電機能を備えるものであってもよい。
【0018】
第１拡散層は、第１電極と第１セパレータとの間に配置される。
第２拡散層は、第２電極と第２セパレータとの間に配置される。
第１拡散層と第２拡散層は、一方がカソード側拡散層であり、もう一方がアノード側拡散層である。
第１拡散層は、第１電極がカソードの場合はカソード側拡散層であり、第１電極がアノードの場合はアノード側拡散層である。
第２拡散層は、第２電極がカソードの場合はカソード側拡散層であり、第２電極がアノードの場合はアノード側拡散層である。
第１拡散層と第２拡散層をまとめてガス拡散層又は拡散層と称する。カソード側拡散層及びアノード側拡散層をまとめてガス拡散層又は拡散層と称する。
ガス拡散層は、カーボンクロス、及びカーボンペーパー等のカーボン多孔質体、並びに、金属メッシュ、金属発泡体等の金属多孔質体等であってもよい。
第２拡散層は、第２電極と第２セパレータとの間に配置される。
第１拡散層と第２拡散層は、一方がカソード側拡散層であり、もう一方がアノード側拡散層である。
第１拡散層は、第１電極がカソードの場合はカソード側拡散層であり、第１電極がアノードの場合はアノード側拡散層である。
第２拡散層は、第２電極がカソードの場合はカソード側拡散層であり、第２電極がアノードの場合はアノード側拡散層である。
第１拡散層と第２拡散層をまとめてガス拡散層又は拡散層と称する。カソード側拡散層及びアノード側拡散層をまとめてガス拡散層又は拡散層と称する。
ガス拡散層は、カーボンクロス、及びカーボンペーパー等のカーボン多孔質体、並びに、金属メッシュ、金属発泡体等の金属多孔質体等であってもよい。
【0019】
支持フレームは、膜電極接合体の外周部に当該膜電極接合体と接触しないように所定の間隔を空けて配置され、且つ、第１セパレータと第２セパレータとの間に挟持される。所定の間隔は、接着部を配置することができる間隔であれば特に限定されない。
支持フレームの材料には、ＭＥＡの外側へのガスの流出を防止することができる材料であれば特に限定されず、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等が挙げられる。
支持フレームは、接着剤を介して第１セパレータと第２セパレータと接合されていてもよい。接着剤は、ポリエステル系及び変性オレフィン系等の熱可塑性樹脂であってもよく、変性エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂であってもよく、後述する弾性接着剤として例示するものであってもよい。
支持フレームの材料には、ＭＥＡの外側へのガスの流出を防止することができる材料であれば特に限定されず、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等が挙げられる。
支持フレームは、接着剤を介して第１セパレータと第２セパレータと接合されていてもよい。接着剤は、ポリエステル系及び変性オレフィン系等の熱可塑性樹脂であってもよく、変性エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂であってもよく、後述する弾性接着剤として例示するものであってもよい。
【0020】
接合フィルムＡは、支持フレームの少なくとも一方の面に配置されていればよく、指示フレームの両面に配置されていてもよい。接合フィルムＡは、その片側端部が膜電極接合体側に延伸されている。接合フィルムＡの膜電極接合体側に延伸する片側端部は、膜電極接合体と接触していてもよく、接触していなくてもよい。
接合フィルムＢは、膜電極接合体の少なくとも一方の面に配置されていればよく、膜電極接合体の両面に配置されていてもよい。接合フィルムＢは、その片側端部が支持フレーム側に支持フレームと接触しないように延伸されている。接合フィルムＢの支持フレーム側に延伸する片側端部は、支持フレームと接触していてもよく、接触していなくてもよい。
接合フィルムＡと接合フィルムＢをまとめて接合フィルムと称する。
接合フィルムは、－３０～９５℃で加水分解しない材料であってもよく、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニルスルフィド）、ＰＰＳＵ（ポリフェニルスルホン）、ポリエチレン／ポリプロピレンブロック共重合体等が挙げられ、中でも価格の点でポリエチレン／ポリプロピレンブロック共重合体であってもよい。ＰＰＳは東レのトレリナ（Ａ９００）等であってもよい。ポリエチレン／ポリプロピレンブロック共重合体は、例えば、加水分解しないこと、及び、－３０～９５℃での使用領域で使用可能なことから日本ポリプロ社製のＢＣ４Ｃであってもよい。
接合フィルムＢは、膜電極接合体の少なくとも一方の面に配置されていればよく、膜電極接合体の両面に配置されていてもよい。接合フィルムＢは、その片側端部が支持フレーム側に支持フレームと接触しないように延伸されている。接合フィルムＢの支持フレーム側に延伸する片側端部は、支持フレームと接触していてもよく、接触していなくてもよい。
接合フィルムＡと接合フィルムＢをまとめて接合フィルムと称する。
接合フィルムは、－３０～９５℃で加水分解しない材料であってもよく、例えば、ＰＰＳ（ポリフェニルスルフィド）、ＰＰＳＵ（ポリフェニルスルホン）、ポリエチレン／ポリプロピレンブロック共重合体等が挙げられ、中でも価格の点でポリエチレン／ポリプロピレンブロック共重合体であってもよい。ＰＰＳは東レのトレリナ（Ａ９００）等であってもよい。ポリエチレン／ポリプロピレンブロック共重合体は、例えば、加水分解しないこと、及び、－３０～９５℃での使用領域で使用可能なことから日本ポリプロ社製のＢＣ４Ｃであってもよい。
【0021】
接着部は、支持フレームと膜電極接合体との間に配置され、且つ、接合フィルムＡの片側端部と接合フィルムＢの片側端部が互いに撓んだ状態で弾性接着剤を介して接合された構成を有する。
本開示において接着部は、弾性接着剤により接合フィルムＡの片側端部と接合フィルムＢの片側端部が接合された支持フレームと膜電極接合体との間の領域を意味する。
弾性接着剤は、膜電極接合体への応力をより緩和させる観点から弾性接着剤の弾性率は、接合フィルム、及び、膜電極接合体よりも小さくてもよい。
弾性接着剤は、通常使用領域である－３０～９５℃で支持フレームよりも弾性率が低くてもよく、また、水が発生しやすいため、耐加水分解性に優れたポリエチレン系樹脂、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ニトリルゴム等を含んでいてもよい。
弾性接着剤は、例えば、接着剤が付与された三井化学社製のアドマーが挙げられる。また、ポリエチレン系樹脂が主成分であるＮＦ３０７、ＬＦ１２８等が挙げられ、ポリエチレンが主成分の為－３０℃時でも脆化せず十分な柔軟性が得られ、且つ、ビカット軟化点が９５℃以上であり十分な柔軟性が得られる
弾性接着剤の厚みは、膜電極接合体への応力をより緩和させる観点から第１拡散層又は第２拡散層と同じ厚みとしてもよい。
本開示において接着部は、弾性接着剤により接合フィルムＡの片側端部と接合フィルムＢの片側端部が接合された支持フレームと膜電極接合体との間の領域を意味する。
弾性接着剤は、膜電極接合体への応力をより緩和させる観点から弾性接着剤の弾性率は、接合フィルム、及び、膜電極接合体よりも小さくてもよい。
弾性接着剤は、通常使用領域である－３０～９５℃で支持フレームよりも弾性率が低くてもよく、また、水が発生しやすいため、耐加水分解性に優れたポリエチレン系樹脂、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ニトリルゴム等を含んでいてもよい。
弾性接着剤は、例えば、接着剤が付与された三井化学社製のアドマーが挙げられる。また、ポリエチレン系樹脂が主成分であるＮＦ３０７、ＬＦ１２８等が挙げられ、ポリエチレンが主成分の為－３０℃時でも脆化せず十分な柔軟性が得られ、且つ、ビカット軟化点が９５℃以上であり十分な柔軟性が得られる
弾性接着剤の厚みは、膜電極接合体への応力をより緩和させる観点から第１拡散層又は第２拡散層と同じ厚みとしてもよい。
【0022】
弾性接着剤と接合フィルムＡ、接合フィルムＢの接合は熱圧着等で作製できる。
弾性接着剤の上面には支持フレーム側の接合フィルムＡと膜電極接合体側の接合フィルムＢのいずれの接合フィルムが配置されていてもよく、弾性接着剤の下面には支持フレーム側の接合フィルムＡと膜電極接合体側の接合フィルムＢのいずれの接合フィルムが配置されていてもよい。接合フィルムの撓み部の公差によりどちら側の接合フィルムを接着剤の上面にもってくるかを決めることで大きな公差も許容できる。接合フィルムＡ、接合フィルムＢの各片側端部は、弾性接着剤中で接合されていてもよい。
膜電極接合体への応力をより緩和させる観点から支持フレームの下面（アノード側）に接合した接合フィルムＡの膜電極接合体側に延伸する片側端部を弾性接着剤の下面に接合し、弾性接着剤の上面に膜電極接合体側に接合した接合フィルムＢの指示フレーム側に延伸する片側端部を接合してもよい。弾性接着剤の厚みによる弾性力により支持フレームから膜電極接合体への入力をより緩和できる。
弾性接着剤の上面には支持フレーム側の接合フィルムＡと膜電極接合体側の接合フィルムＢのいずれの接合フィルムが配置されていてもよく、弾性接着剤の下面には支持フレーム側の接合フィルムＡと膜電極接合体側の接合フィルムＢのいずれの接合フィルムが配置されていてもよい。接合フィルムの撓み部の公差によりどちら側の接合フィルムを接着剤の上面にもってくるかを決めることで大きな公差も許容できる。接合フィルムＡ、接合フィルムＢの各片側端部は、弾性接着剤中で接合されていてもよい。
膜電極接合体への応力をより緩和させる観点から支持フレームの下面（アノード側）に接合した接合フィルムＡの膜電極接合体側に延伸する片側端部を弾性接着剤の下面に接合し、弾性接着剤の上面に膜電極接合体側に接合した接合フィルムＢの指示フレーム側に延伸する片側端部を接合してもよい。弾性接着剤の厚みによる弾性力により支持フレームから膜電極接合体への入力をより緩和できる。
【0023】
燃料電池は、必要に応じて触媒層とガス拡散層の間にマイクロポーラス層（ＭＰＬ）を有していてもよい。マイクロポーラス層は、ＰＴＦＥ等の撥水性樹脂とカーボンブラック等の導電性材料との混合物を含んでいてもよい。
【0024】
（第１実施形態）
図１は、本開示の燃料電池の一例を示す断面模式図である。
燃料電池１は、電解質膜１１の両側に第１電極１１１および第２電極１１２が接合された膜電極接合体（ＭＥＡ）を有する。
燃料電池１はＭＥＡの両側に、第１拡散層１５１ならびに第１セパレータ１２１および第２拡散層１５２ならびに第２セパレータ１２２を有する。
第１セパレータ１２１および第２セパレータ１２２にそれぞれ第１流路１３１および第２流路１３２が形成されている。
ＭＥＡの外周部には、ＭＥＡと接触しないように所定の間隔を空けて支持フレーム１６が配置されている。
支持フレーム１６は第１セパレータ１２１と第２セパレータ１２２に接触し、両面に接着層が形成されている。
接合フィルムＡ１７は、支持フレーム１６の第１セパレータ１２１側の面上に配置され、且つ、片側端部がＭＥＡ側に延出し、接合フィルムＢ１８は、ＭＥＡの第１拡散層１５１側の面上に配置され、且つ片側端部が支持フレーム１６側に延出し、接合フィルムＡ１７と接合フィルムＢ１８の各々の片側端部は第２セパレータ１２２側に撓んだ状態で弾性接着剤により接合されている。
接合フィルムＡ１７および接合フィルムＢ１８は各々熱圧着により支持フレーム１６、ＭＥＡと接合されている。
第１流路１３１内を第１反応ガス１４１が流れ、第１拡散層１５１内で面方向に拡散し、第１電極１１１へ到達する。
第２電極１１２側でも同様に第２流路１３２内を第２反応ガス１４２が流れ、第２反応ガス１４２が第２電極１１２へ輸送され電気化学反応によりエネルギーを取り出す。
第１反応ガス１４１は、第１電極１１１がカソードの場合は酸化剤ガスであり、アノードの場合は燃料ガスである。
第２反応ガス１４２は、第２電極１１２がカソードの場合は酸化剤ガスであり、アノードの場合は燃料ガスである。
図１は、本開示の燃料電池の一例を示す断面模式図である。
燃料電池１は、電解質膜１１の両側に第１電極１１１および第２電極１１２が接合された膜電極接合体（ＭＥＡ）を有する。
燃料電池１はＭＥＡの両側に、第１拡散層１５１ならびに第１セパレータ１２１および第２拡散層１５２ならびに第２セパレータ１２２を有する。
第１セパレータ１２１および第２セパレータ１２２にそれぞれ第１流路１３１および第２流路１３２が形成されている。
ＭＥＡの外周部には、ＭＥＡと接触しないように所定の間隔を空けて支持フレーム１６が配置されている。
支持フレーム１６は第１セパレータ１２１と第２セパレータ１２２に接触し、両面に接着層が形成されている。
接合フィルムＡ１７は、支持フレーム１６の第１セパレータ１２１側の面上に配置され、且つ、片側端部がＭＥＡ側に延出し、接合フィルムＢ１８は、ＭＥＡの第１拡散層１５１側の面上に配置され、且つ片側端部が支持フレーム１６側に延出し、接合フィルムＡ１７と接合フィルムＢ１８の各々の片側端部は第２セパレータ１２２側に撓んだ状態で弾性接着剤により接合されている。
接合フィルムＡ１７および接合フィルムＢ１８は各々熱圧着により支持フレーム１６、ＭＥＡと接合されている。
第１流路１３１内を第１反応ガス１４１が流れ、第１拡散層１５１内で面方向に拡散し、第１電極１１１へ到達する。
第２電極１１２側でも同様に第２流路１３２内を第２反応ガス１４２が流れ、第２反応ガス１４２が第２電極１１２へ輸送され電気化学反応によりエネルギーを取り出す。
第１反応ガス１４１は、第１電極１１１がカソードの場合は酸化剤ガスであり、アノードの場合は燃料ガスである。
第２反応ガス１４２は、第２電極１１２がカソードの場合は酸化剤ガスであり、アノードの場合は燃料ガスである。
【0025】
（第２実施形態）
図２は、本開示の燃料電池の別の一例を示す断面模式図である。
図２において図１と同様の構成については説明を省略する。
接合フィルムＡ１７は、支持フレーム１６の上面に接合され、ＭＥＡ側に延伸する接合フィルムＡ１７の片側端部は弾性接着剤１９の上面に接合する。
接合フィルムＢ１８は、ＭＥＡの上面に接合され、支持フレーム１６側に延伸する接合フィルムＢ１８の片側端部は弾性接着剤１９の下面に接合する。
図２は、本開示の燃料電池の別の一例を示す断面模式図である。
図２において図１と同様の構成については説明を省略する。
接合フィルムＡ１７は、支持フレーム１６の上面に接合され、ＭＥＡ側に延伸する接合フィルムＡ１７の片側端部は弾性接着剤１９の上面に接合する。
接合フィルムＢ１８は、ＭＥＡの上面に接合され、支持フレーム１６側に延伸する接合フィルムＢ１８の片側端部は弾性接着剤１９の下面に接合する。
【0026】
（第３実施形態）
図３は、本開示の燃料電池の別の一例を示す断面模式図である。
図３において図１と同様の構成については説明を省略する。
接合フィルムＡ１７は、支持フレーム１６の下面に接合され、ＭＥＡ側に延伸する接合フィルムＡ１７の片側端部は弾性接着剤１９の下面に接合する。
接合フィルムＢ１８は、ＭＥＡの上面に接合され、支持フレーム１６側に延伸する接合フィルムＢ１８の片側端部は弾性接着剤１９の上面に接合する。
図３は、本開示の燃料電池の別の一例を示す断面模式図である。
図３において図１と同様の構成については説明を省略する。
接合フィルムＡ１７は、支持フレーム１６の下面に接合され、ＭＥＡ側に延伸する接合フィルムＡ１７の片側端部は弾性接着剤１９の下面に接合する。
接合フィルムＢ１８は、ＭＥＡの上面に接合され、支持フレーム１６側に延伸する接合フィルムＢ１８の片側端部は弾性接着剤１９の上面に接合する。
【0027】
（第４実施形態）
図４は、本開示の燃料電池の別の一例を示す断面模式図である。
図４において図１と同様の構成については説明を省略する。
接合フィルムＡ１７は、支持フレーム１６の上面に接合され、ＭＥＡ側に延伸する接合フィルムＡ１７の片側端部は弾性接着剤１９の内部に接合する。
接合フィルムＢ１８は、ＭＥＡの上面に接合され、支持フレーム１６側に延伸する接合フィルムＢ１８の片側端部は弾性接着剤１９の内部に接合する。
図４は、本開示の燃料電池の別の一例を示す断面模式図である。
図４において図１と同様の構成については説明を省略する。
接合フィルムＡ１７は、支持フレーム１６の上面に接合され、ＭＥＡ側に延伸する接合フィルムＡ１７の片側端部は弾性接着剤１９の内部に接合する。
接合フィルムＢ１８は、ＭＥＡの上面に接合され、支持フレーム１６側に延伸する接合フィルムＢ１８の片側端部は弾性接着剤１９の内部に接合する。
【0028】
（第５実施形態）
図５は、本開示の燃料電池の別の一例を示す断面模式図である。
図５において図１と同様の構成については説明を省略する。
接合フィルムＡ１７は、支持フレーム１６の上面に接合され、ＭＥＡ側に延伸する接合フィルムＡ１７の片側端部は弾性接着剤１９の上面に接合する。
接合フィルムＢ１８は、ＭＥＡの上面に接合され、支持フレーム１６側に延伸する接合フィルムＢ１８の片側端部は弾性接着剤１９の上面に接合する。
図５は、本開示の燃料電池の別の一例を示す断面模式図である。
図５において図１と同様の構成については説明を省略する。
接合フィルムＡ１７は、支持フレーム１６の上面に接合され、ＭＥＡ側に延伸する接合フィルムＡ１７の片側端部は弾性接着剤１９の上面に接合する。
接合フィルムＢ１８は、ＭＥＡの上面に接合され、支持フレーム１６側に延伸する接合フィルムＢ１８の片側端部は弾性接着剤１９の上面に接合する。
【0029】
（第６実施形態）
図６は、本開示の燃料電池の別の一例を示す断面模式図である。
図６において図１と同様の構成については説明を省略する。
接合フィルムＡ１７は、支持フレーム１６の上面に接合され、ＭＥＡ側に延伸する接合フィルムＡ１７の片側端部は弾性接着剤１９の下面に接合する。
接合フィルムＢ１８は、ＭＥＡの上面と第１拡散層１５１の間の接触面にかけて挟持されるように配置され、且つ、接合フィルムＢ１８とＭＥＡとは接着剤２０を介して接着され、支持フレーム１６側に延伸する接合フィルムＢ１８の片側端部は弾性接着剤１９の上面に接合する。
加熱時に支持フレーム１６、接合フィルムＢ１８は熱膨張または溶融し変位が生じ、特に接合フィルムＢ１８はＭＥＡの上面に接合されるためＭＥＡへ損傷を与える可能性があるが、接合フィルムＢ１８が接着剤２０を介してＭＥＡと接合されるため、接着剤２０がバッファーになり接合フィルムＢ１８のみの場合よりも応力緩和作用が強くなり、ＭＥＡの劣化をより抑制することができる。接着剤２０は、熱可塑性樹脂であってもよく、熱硬化性樹脂であってもよく、弾性接着剤として例示したものであってもよい。
図６は、本開示の燃料電池の別の一例を示す断面模式図である。
図６において図１と同様の構成については説明を省略する。
接合フィルムＡ１７は、支持フレーム１６の上面に接合され、ＭＥＡ側に延伸する接合フィルムＡ１７の片側端部は弾性接着剤１９の下面に接合する。
接合フィルムＢ１８は、ＭＥＡの上面と第１拡散層１５１の間の接触面にかけて挟持されるように配置され、且つ、接合フィルムＢ１８とＭＥＡとは接着剤２０を介して接着され、支持フレーム１６側に延伸する接合フィルムＢ１８の片側端部は弾性接着剤１９の上面に接合する。
加熱時に支持フレーム１６、接合フィルムＢ１８は熱膨張または溶融し変位が生じ、特に接合フィルムＢ１８はＭＥＡの上面に接合されるためＭＥＡへ損傷を与える可能性があるが、接合フィルムＢ１８が接着剤２０を介してＭＥＡと接合されるため、接着剤２０がバッファーになり接合フィルムＢ１８のみの場合よりも応力緩和作用が強くなり、ＭＥＡの劣化をより抑制することができる。接着剤２０は、熱可塑性樹脂であってもよく、熱硬化性樹脂であってもよく、弾性接着剤として例示したものであってもよい。
【0030】
図７は、本開示の燃料電池の一例を示す平面図（上図）、接合フィルムＡ／弾性接着剤／接合フィルムＢ接合体の一例を示す平面図（中図）、接合フィルムＡ／弾性接着剤／接合フィルムＢ接合体のＡ－Ａ断面図（下図）である。
図８は、本開示の燃料電池の構成の一例を示す分解斜視図である。
接合フィルムＡ１７の片側端部と接合フィルムＢ１８の片側端部を弾性接着剤１９の下面と上面にそれぞれ接合する。
図７～８において図１と同様の構成については説明を省略する。
接合された接合フィルムＡ１７のもう一方の片側端部を支持フレーム１６に、接合フィルムＢ１８のもう一方の片側端部を第２拡散層１５２＋ＭＥＡ１２に熱圧着により接合する。
接合フィルムとして接合フィルムＡ１７と接合フィルムＢ１８の２種類を使い分けることにより、支持フレーム１６の材質に接合し易い接合フィルム材質とＭＥＡ１２に接合し易い接合フィルム材質に分けて選定することができる。
図８は、本開示の燃料電池の構成の一例を示す分解斜視図である。
接合フィルムＡ１７の片側端部と接合フィルムＢ１８の片側端部を弾性接着剤１９の下面と上面にそれぞれ接合する。
図７～８において図１と同様の構成については説明を省略する。
接合された接合フィルムＡ１７のもう一方の片側端部を支持フレーム１６に、接合フィルムＢ１８のもう一方の片側端部を第２拡散層１５２＋ＭＥＡ１２に熱圧着により接合する。
接合フィルムとして接合フィルムＡ１７と接合フィルムＢ１８の２種類を使い分けることにより、支持フレーム１６の材質に接合し易い接合フィルム材質とＭＥＡ１２に接合し易い接合フィルム材質に分けて選定することができる。
【0031】
図９は、本開示の燃料電池の熱圧着時の挙動の一例を説明するための断面模式図である。
図９において図１と同様の構成については説明を省略する。
燃料電池１を製作するとき、支持フレーム１６の一部または全部を加熱して第１セパレータ１２１および第２セパレータ１２２と支持フレーム１６とを熱圧着する。
接合フィルムＡ１７と接合フィルムＢ１８は弾性接着剤１９にＵＶ等を照射して硬化させることにより接合してもよい。
接着時に燃料電池１を上下から拘束し、熱を加えた時、支持フレーム１６および接合フィルムＡ１７は外側へ熱膨張する。
加熱時に支持フレーム１６、接合フィルムＡ１７および接合フィルムＢ１８は熱膨張または溶融しＭＥＡを引っ張る可能性があるが、支持フレーム１６の溶融、または大きな熱膨張による変位が発生しても、撓んだ状態の接合フィルム１７および接合フィルム１８の各片側端部とこれらの接合フィルム間の弾性接着剤１９によって変位を吸収しＭＥＡへの入力を抑制することができる。
図９において図１と同様の構成については説明を省略する。
燃料電池１を製作するとき、支持フレーム１６の一部または全部を加熱して第１セパレータ１２１および第２セパレータ１２２と支持フレーム１６とを熱圧着する。
接合フィルムＡ１７と接合フィルムＢ１８は弾性接着剤１９にＵＶ等を照射して硬化させることにより接合してもよい。
接着時に燃料電池１を上下から拘束し、熱を加えた時、支持フレーム１６および接合フィルムＡ１７は外側へ熱膨張する。
加熱時に支持フレーム１６、接合フィルムＡ１７および接合フィルムＢ１８は熱膨張または溶融しＭＥＡを引っ張る可能性があるが、支持フレーム１６の溶融、または大きな熱膨張による変位が発生しても、撓んだ状態の接合フィルム１７および接合フィルム１８の各片側端部とこれらの接合フィルム間の弾性接着剤１９によって変位を吸収しＭＥＡへの入力を抑制することができる。
【符号の説明】
【0032】
１：燃料電池
１１：電解質膜
１２：ＭＥＡ
１６：支持フレーム
１７：接合フィルムＡ
１８：接合フィルムＢ
１９：弾性接着剤
２０：接着剤
１１１：第１電極
１１２：第２電極
１２１：第１セパレータ
１２２：第２セパレータ
１３１：第１流路
１３２：第２流路
１４１：第１反応ガス
１４２：第２反応ガス
１５１：第１拡散層
１５２：第２拡散層
１１：電解質膜
１２：ＭＥＡ
１６：支持フレーム
１７：接合フィルムＡ
１８：接合フィルムＢ
１９：弾性接着剤
２０：接着剤
１１１：第１電極
１１２：第２電極
１２１：第１セパレータ
１２２：第２セパレータ
１３１：第１流路
１３２：第２流路
１４１：第１反応ガス
１４２：第２反応ガス
１５１：第１拡散層
１５２：第２拡散層
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
