燃料电池的制作方法

本发明涉及燃料电池用垫片、燃料电池以及燃料电池的制造方法。

背景技术：

燃料电池，例如固体高分子型燃料电池具有层叠多个单个单元并且在层叠方向上施加了紧固负载的层叠结构，所述单个单元包括膜电极接合体(mea(membrane-electrodeassembly，膜电极组件))和一对分隔件(separator)。

各单个单元中，单元面内中央部为供给燃料气体、空气气体并进行发电的发电区域，发电区域周围为密封燃料气体、空气气体、冷却水的非发电区域。

通过一对分隔件夹着单元，一体化地构成以使得单元的内部电阻成为规定的值。

一对分隔件由弹性粘结剂粘结。利用弹性粘结材料承担紧固负载，并且吸收各层叠方向上的结构构件的尺寸公差。其结果是即使存在组装上的尺寸偏差也能抑制相关发电区域以及非发电区域的面压力偏差(专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-249417号公报

技术实现要素：

但是，单个单元结构构件(框体、密封件、分隔件、mea、气体扩散层)在制造过程中各个构件具有尺寸偏差。因此，在层叠时施加了紧固负载的情况下，由于构件尺寸的组装偏差而产生面内负载的分布。

为了将接触电阻抑制地较小且不使燃料电池的性能降低，即使紧固负载在面内产生了偏差的情况下，也需要增大紧固负载以使得必要的接触面压施加到整个发电区域，但由于增大了紧固负载，存在分隔件以及框体产生变形的可能性。

由于分隔件以及框体的变形而在紧固时各单元内空间发生变动，从而各气体的供给部以及发电区域流路的压力损失按各单元而产生变动。如果这样，则在堆叠层叠时向各单元的气体供给量产生偏差，因此产生各单元的输出差，作为燃料电池的性能降低。

此外，为了通过单个单元实现薄的层叠厚度，而要求框体厚度的薄壁化。但是，如果进行框体厚度的薄壁化，则不能承受所要求的负载。

本发明鉴于上述状况而研发，其目的在于提供一种抑制燃料电池的分隔件的变形且单个单元层叠厚度薄型化的结构。

为了解决上述课题，使用以下燃料电池，即，在高分子电解质膜的两面依次配置催化剂层、气体扩散层和分隔件，具有配置于一对上述分隔件之间并且包围上述气体扩散层和上述催化剂层的外周的框体，上述框体具有杨氏模量为1gpa以上的刚性。

发明效果

根据本发明，能够通过燃料电池的单个单元、堆叠结构来抑制框体的变形。

通过得到即使将框体厚度薄壁化也能够承受紧固负载的结构，从而容易得到单个单元厚度以及堆叠层叠厚度的薄型结构。

附图说明

图1为示意性地表示包括燃料电池单个单元的燃料电池堆结构的分解立体图。

图2a为实施方式1的燃料电池单个单元沿图1的d-d线的方向的剖视图。

图2b为实施方式3的燃料电池单个单元沿图1的d-d线的方向的剖视图。

图3a为实施方式1的分隔件(空气极一侧)的俯视图。

图3b为实施方式1的分隔件(空气极一侧)的俯视图。

图4a为实施方式1的分隔件(燃料极一侧)的俯视图。

图4b为实施方式1的分隔件(燃料极一侧)的俯视图。

图5a为实施方式1的框体的俯视图。

图5b为实施方式1的框体的俯视图。

图6为实施方式2所涉及的沿图3b的b-b线的剖视图。

图7为实施方式2所涉及的沿图3b的c-c线的剖视图。

图8a为实施方式2的框体和岛的立体图。

图8b为实施方式2的框体和岛的立体图。

图9a为实施方式4所涉及的沿图2b的a-a线的剖视图。

图9b为实施方式4所涉及的沿图2b的a-a线的剖视图。

图10为实施方式5所涉及的沿图2b的a-a线的剖视图。

图11为实施方式6所涉及的沿图3b的b-b线的剖视图。

图12为表示实施例所涉及的分隔件(空气极一侧)的第一气体导入部的俯视图。

图13为k7161塑性拉伸特性试验中使用的测定试验片的俯视图。

图14为实施例所涉及的框体试验片的应力-形变结果的图。

附图标记说明：

1单元

2层叠体

3a粘结层

3b粘结层

3c粘结层

3d粘结层

3e粘结层

4第一分隔件

5阴极气体流路

6框体

7冷却介质流路

8阴极气体扩散层

9阳极气体扩散层

k距离

l距离

b框体宽度

10膜电极接合体

11阴极催化剂层

12电解质膜

13阳极催化剂层

14冷却介质歧管孔

15第一歧管孔

16第二歧管孔

16c框体

17第一气体导入部

18凸部

19岛

20第二分隔件

21阳极气体流路

22第二气体导入部

23凸部

24a框体

24b框体

24c框体

24d框体

24e框体

25框体

26a框体

26b框体

27a岛

27b岛

28a岛

28b岛

28d岛

28e岛

30贯通孔

w1进行方向宽度

w2垂直方向宽度

100燃料电池堆

110集电板

110a端子

120绝缘板

130紧固板。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。

而且，在全部附图中对同样的构成要素赋予同样的附图标记，并适当省略说明。此外，实施方式并不是限定发明而是例示，实施方式中记述的全部特征、它们的组合不限于一定是发明的本质的内容。

(实施方式1)

<燃料电池堆100>

如图1所示，燃料电池堆100具有层叠了多个本实施方式所涉及的单元1的结构。相邻的单元1之间设置有垫片(未图示)。在单元1的层叠方向上的两侧依次配置有集电板110、绝缘板120和紧固板130。

而且，通过从层叠方向的两侧对紧固板130施加规定的负载，从而多个被层叠的单元1被紧固，形成燃料电池堆100。

在各个集电板110设置有用于取出电流的端子110a。在单元1发电时从端子110a取出电流。

各个绝缘板120使集电板110和紧固板130之间绝缘。也可以在绝缘板120设置气体、冷却水的导入口以及排出口(未图示)。

对各个紧固板130从外部施加规定的负载，一对紧固板130对多个被层叠的单元1、一对集电板110和一对绝缘板120进行紧固。

单元1具有层叠体2被一对的第一分隔件4与第二分隔件20夹着的结构。

<单元1的结构>

以下，对单元1的结构进行说明。

图2a为单元1的图1中的d-d处的部分放大剖视图。

如图2a所示，单元1具备层叠体2、一对的第一分隔件4与第二分隔件20和框体6。

层叠体2包括膜电极接合体10、阴极气体扩散层8和阳极气体扩散层9。膜电极接合体10为大致平板状。

阴极气体扩散层8和阳极气体扩散层9被设置为夹着膜电极接合体10且主表面互相对置。

此外，在阴极气体扩散层8的与膜电极接合体10相反一侧的主表面层叠第一分隔件4，在阳极气体扩散层9的与膜电极接合体10相反一侧的主表面层叠第二分隔件20。

膜电极接合体10包括电解质膜12、配置在电解质膜12的一个主表面侧的阴极催化剂层11以及配置在电解质膜12的另一个主表面侧的阳极催化剂层13。

电解质膜12在湿润状态下示出良好的离子传导性，作为使质子在阴极催化剂层11与阳极催化剂层13之间移动的离子交换膜发挥功能。例如由氟系树脂形成。

阴极催化剂层11、阳极催化剂层13分别具有离子交换树脂以及催化剂粒子，根据情况而具有担载催化剂粒子的碳粒子。

该离子交换树脂能与电解质膜12同样由高分子材料形成。作为催化剂粒子，举出pt、或者pt和其他的合金等。作为碳粒子，能够使用乙炔黑、科琴黑等。

电解质膜12的表面积与阴极催化剂层11、阳极催化剂层13的表面积相同。或者电解质膜12被设定为比阴极催化剂层11、阳极催化剂层13的表面积大的表面积。

阴极气体扩散层8被层叠在阴极催化剂层11的外侧主表面，阳极气体扩散层9被层叠在阳极催化剂层13的主表面。

阴极气体扩散层8、阳极气体扩散层9例如由碳纸等形成。

在膜电极接合体10的外周端缘部形成树脂制的框体6。框体6由具有杨氏模量为1gpa以上的刚性的树脂材料构成。框体6能吸收单元1的层叠方向上的热膨胀。框体6能将混入玻璃纤维的环氧材料进行热固化并使用。

结果，通过燃料电池的单个单元、堆叠结构能够抑制框体的变形。能够得到使单个单元厚度以及堆叠层叠厚度变薄的结构。

<第一分隔件4与第二分隔件20>

第一分隔件4与第二分隔件20例如由碳板、钛、不锈钢、铝等金属板构成。第一分隔件4与第二分隔件20例如采用模压加工、蚀刻加工而具有截面凹凸形状。在第一分隔件4形成供给阴极气体的阴极气体流路5，在第二分隔件20形成阳极气体流路21。在第一分隔件4的阴极气体流路5、第二分隔件20的阳极气体流路21的各背面形成冷却介质流路7。

<第一分隔件4>

图3a中表示阴极侧的第一分隔件4的俯视图。在第一分隔件4形成冷却介质歧管孔14、第一歧管孔15和第二歧管孔16。

冷却介质歧管孔14与冷却介质流路7(图2a)连通，从供给配管供给冷却介质并排出。

第一歧管孔15与阴极气体流路5连通，从供给配管供给包括空气的氧化剂气体并排出。

第二歧管孔16与阳极气体流路21连通，从供给配管供给包括氢的燃料气体并排出。

如图3a所示那样，在阴极侧的第一分隔件4设置第一歧管孔15和与阴极气体流路5连通的第一气体导入部17。

如图3b所示那样，可以在第一气体导入部17设置与第一歧管孔15的一端连通的多个线状的凸部18和作为柱状的凸部的岛19。线状的凸部18比作为柱状的凸部的岛19更靠近第一歧管孔15。

<第二分隔件20>

图4a为单元1的阳极侧的第二分隔件20的俯视图。

如图4a所示，在第二分隔件20设置第二歧管孔16和与阳极气体流路21连通的第二气体导入部22。

如图4b所示，可以在第二气体导入部22设置与第二歧管孔16的一端连通的多个凸部23和岛19。

在第一分隔件4与第二分隔件20的各个冷却介质流路7的面一侧能够按照需要设置密封构件(未图示)。

<框体6>

图5a为框体6的俯视图。

如图5a所示，框体6具有冷却介质歧管孔14、第一歧管孔15和第二歧管孔16。

框体6为了与第一分隔件4、第二分隔件20、膜电极接合体10抵接并通电，在中央部设置与膜电极接合体10的电极面积相当的贯通孔30。

设置于框体6的冷却介质歧管孔14、第一歧管孔15、第二歧管孔16与在紧固时接近的阴极侧的第一分隔件4和阳极侧的第二分隔件20中分别设置的歧管孔连通。

如图5b所示，可以在框体6中设置柱状的岛27(突起)。

<其他>

采用图2a表示单元1的层叠过程的一例。

如图2a所示，在第一分隔件4与框体6的相对的面设置粘结层3a。在第二分隔件20与框体6的相对的面设置粘结层3b。粘结层3a、3b作为防止各气体的混合、泄漏的密封材料发挥功能。粘结层3a的厚度设为阴极气体扩散层8厚度以下。粘结层3b的厚度设为阳极气体扩散层9厚度以下。

此外，如图2b所示，也可将设置有柱状的岛27a的框体24a设置于与第一分隔件4接触的面。此外，也可将设置有柱状的岛27b的框体24b设置于与第二分隔件20接触的面。可以用粘结层3c使框体24a和框体24b一体化，层叠单元1。在该情况下，粘结层3c的厚度与膜电极接合体10的厚度相同。

作为粘结层3a、3b、3c的树脂材料，例如采用热可塑性材料(改性聚丙烯等)、热固化性材料(环氧树脂等)等。

<动作>

以下说明如此构成的单元1的动作。如图3a所示，对第一歧管孔15供给含氧气体等的氧化剂气体，并且对第二歧管孔16供给含氢气体等的燃料气体。

进而，对冷却介质歧管孔14供给纯水、乙二醇等冷却介质。

如图3a所示那样，氧化剂气体从第一歧管孔15被导入到第一气体导入部17，并供给到阴极气体流路5。该氧化剂气体沿阴极气体流路5向阴极气体扩散层8(图2a)方向移动。

图4a所示那样，燃料气体从第二歧管孔16被导入到第二气体导入部22，并供给到阳极气体流路21。该燃料气体沿着阳极气体流路21向阳极气体扩散层9(图2b)方向移动。

相对于设置方向位于上下的任一岐管都可以作为导入以及排出。

在上述的固体高分子形的单元1中产生以下的反应。

若经由阳极气体扩散层9将作为燃料气体的氢供给到阳极催化剂层13，则在阳极催化剂层13中产生下述式(1)所示的反应，氢被分解为质子和电子。

质子在电解质膜12中向阴极催化剂层11侧移动。电子经由阳极气体扩散层9以及第二分隔件20移动到外部电路(未图示)，从外部电路经由第一分隔件4以及阴极气体扩散层8流入到阴极催化剂层11。

若经由阴极气体扩散层8将作为氧化剂气体的空气供给到阴极催化剂层11，则在阴极催化剂层11中产生下述式(2)所示的反应，空气中的氧与质子以及电子进行反应而变成水。

其结果，在外部电路中电子从阳极朝向阴极流动，能够取出电力。

阳极催化剂层13：h2→2h⁺+2e^-(1)

阴极催化剂层11：2h⁺+(1/2)o2+2e^-→h2o(2)

供给到膜电极接合体10并被消耗的氧化剂气体从第一气体导入部17排出到第一歧管孔15(图3a)。

此外，供给到膜电极接合体10并被消耗的燃料气体从第二气体导入部22排出到第二歧管孔16(图4a)。

供给到冷却介质歧管孔14的任一个入口侧的冷却介质被供给到冷却介质流路7，冷却介质在对膜电极接合体10进行了冷却之后，从冷却介质歧管孔14的另一个出口侧排出。

(实施方式2)

图6为单元1的图3b的b-b剖视图(部分放大图)。

与第一歧管孔15连结地设置的凸部18与框体6抵接，框体6通过阳极侧的粘结层3b与阳极侧的第二分隔件20成为一体，保持气体密封性。

如图6所示，框体6在以规定的负载紧固时，被与第一歧管孔15连结地设置的凸部18按压，因此需要确保在规定的紧固负载中也能够承受变形的厚度。

图7为单元1的图3b的c-c剖视图(部分放大图)。框体6被第一气体导入部17、第二气体导入部22各自的岛19夹着，因此需要确保在规定的紧固负载中也能够承受变形的厚度。

此外，第一气体导入部17与第二气体导入部22的各个压力差例如为相差50kpa以上的情况下，框体6由于来自第二气体导入部22的压力向第一气体导入部17变形。该变形朝向岛19间的间隙垂入。其结果是，有可能阻碍氧化剂气体或者燃料气体的供给。

例如，在为了单元1的薄型化而将第一气体导入部17、第二气体导入部22的高度设为1mm以下的情况下，框体6的针对负载的变形所引起的允许变形量必须抑制为1mm以下，以使得框体6与第一气体导入部17或者框体6与第二气体导入部22不抵接。

挠曲量与岛19的间隔(岛间距离)成正比，与杨氏模量以及框体6的厚度成反比。

图8a为单元1的图3b的c-c立体图(部分放大图)，是尤其简化了与框体6抵接的岛19的部分的图。图8b表示在紧固状态下框体6不能承受负载而产生了变形的状态(剖视图)。

为了抑制框体6的变形，也有缩短岛19间的距离l的对策方案，但是如果配置许多岛19，则对本来的目的即作为气体导入部的功能(将气体均匀地送入各流路的整流效果)产生影响。

此外，如果为了防止变形而在第一气体导入部17以及第二气体导入部22配置许多岛19，则对于导入部的空间容积，岛19占据部分容积，导入部的压力损失增大，也对燃料电池系统本身的效率产生影响。

另一方面，如果不缩短岛19间的距离不在第一气体导入部17内配置许多岛19而增加框体6的厚度，则有必要使框体6的厚度和膜电极接合体10的厚度几乎为相同的高度，因此导致膜电极接合体10厚度的增加，使单元1本身的性能降低。

因此，通过采用杨氏模量大的材料提高框体6的刚性，从而能抑制对紧固负载的变形，能够兼顾单元薄型化的功能。

如果考虑框体6的杨氏模量的大小，则设相对于第一气体导入部17以及第二气体导入部22的气体行进方向垂直方向的宽度w2(图12)为例如212mm。此时，为了保证作为第一气体导入部17的整流性功能，规定岛19的间隔的距离l(图8a)的合计为垂直方向宽度w2的2/3以上。

配置岛19，使得岛19间的距离l成为8.5mm以下，进行了研究。

此时，表1中示出计算出在将框体6的厚度h(图8a)设为0.2mm的情况下的必要的框体6的杨氏模量的结果。

表1的框体6的挠曲量6(图8b)根据两端固定端的单纯张力的公式来计算得到。

[表1]

如果将第一气体导入部17的高度设为1mm，则框体6的经由膜电极接合体10施加的第二气体导入部22空间内压力所引起的挠曲量δ为1mm以下成为允许值。

如果不是这样，则产生了变形的框体6与阴极侧的气体导入部的底部相接触，阻碍气体流动。

根据表1的结果，在框体6的杨氏模量为1gpa以上的情况下，阴极导入部的高度为1mm以下，框体6的挠曲量δ满足基准值。框体6的杨氏模量需要至少为1gpa以上。

进而，即使杨氏模量相当于1gpa，例如在使用作为通用塑料材料的聚丙烯(pp)并由射出成形等将框体6在膜电极接合体10外缘成形的情况下，从流动性的观点来看与膜电极接合体10厚度相当的成形是困难的。

与此相对，在使环氧树脂等的热固化性树脂均匀地浸入到纤维状增强材料，并使用处于半固化状态的强化塑料成形材料的情况下，能够以纤维状增强材料的厚度规定框体厚度，并且即使在由相当于膜电极接合体10厚度的厚度放置的情况下，也能承受允许应力，所以优选。

因而，如果是上述那样的使树脂浸入到纤维状增强材料而得到的材料，则框体6能够抑制由设想的紧固负载所引起的变形并且兼顾单元的薄型化。

另外，对与实施方式1所涉及的单元1相同的构成要素附加相同的参照附图标记并省略详细的说明。

(实施方式3)

接下来示出实施方式3。

另外，对与实施方式1、2所涉及的单元1相同的构成要素赋予相同的参照附图标记并省略详细的说明。未记载的事项与实施方式1、2相同。

如图2b所示，如果在框体24a和框体24b设置凸部的岛27a、27b，则第一分隔件4以及第二分隔件20内的第一气体导入部17和第二气体导入部22不需要精密的加工。

在以逆流对单元1进行电池评价的情况下，例如在第一气体供给岐管侧的情况下，由于气体供给压，第一气体导入部17的压力比第二气体导入部22的压力高。

相反，在第一气体排出岐管侧的情况下，第二气体导入部22的压力比第一气体导入部17的压力高。因此，在加工的自由度高的框体侧设置凸部岛。通过这样，紧固压力的控制也变得更容易。

框体6中，第一分隔件4以及第二分隔件20的结构变得简单并削减分隔件加工工序。

此外，通过使两面的岛27a、27b的间距一致从而进一步得到负载变形的抑止效果。优选两面的岛27a、27b的位置在上下方向上一致，也就是说，在框体24a与框体24b在层叠方向上一致。

(实施方式4)

接下来，示出实施方式4。

另外，对与实施方式1至3所涉及的单元1相同的构成要素赋予相同的参照附图标记，并省略详细的说明。未记载的事项与实施方式1～3相同。

图9a为实施方式4所涉及的单元1的剖视图，是与图2b的a-a线截面相当的位置的剖视图(部分放大图)。

如图9a所示，在第一气体导入部17的空间内，设置于框体24c的岛28a与第一分隔件4抵接。在第二气体导入部22的空间内，设置于框体24d的岛28b与第二分隔件20抵接。

框体24c和框体24d由粘结层3d成为一体。

通过使框体24c与框体24d的粘结层3d的接触面成为弯曲形状，从而在单元1紧固层叠时能够分散局部负载。

此外，通过使岛28a间的框体24c、岛28b间的框体24d成为弯曲形状，从而分散单元1层叠时的局部负载，并且，能够确保第一气体导入部17以及第二气体导入部22的空间体积较大。

由此，流入到第一气体导入部17以及第二气体导入部22的气体无偏重地流动，能够减小压力损失。因此，能够兼顾高压化所引起的变形的抑制和单元的薄型化。

此外，如图9b所示，也可以仅针对尤其供给气体流量大且粘性高的空气的第一分隔件4侧的抵接的框体24c，将岛28a间的框体24c设为弯曲形状。

在该情况下，第二分隔件20与第二气体导入部22的空间内的框体24e上所设置的岛28b间的框体24e也可以为矩形形状。

(实施方式5)

接下来示出实施方式5。

另外，对与实施方式1～4所涉及的单元1相同的构成要素附加相同的参照附图标记，并省略详细的说明。未记载的事项与实施方式1、2相同。

图10为实施方式5所涉及的单元1的剖视图，是相当于图2b的a-a线截面的位置的剖视图(部分放大图)。

如图10所示，在第一气体导入部17的空间内，设置于框体26a的作为柱状的凸部的岛28d与第一分隔件4抵接。

第二气体导入部22的空间内，设置于框体26b的作为柱状的凸部的岛28e与第二分隔件20抵接。

框体26a与框体26b由粘结层3e成为一体。

岛28d和岛28e的凸部高度以及凸宽度尺寸不同，为了减小第一气体导入部17的压力损失，尤其是供给气体流量大且粘性高的空气的与第一分隔件4抵接的岛28d相较于岛28e需要高度。

另一方面，与第二分隔件20抵接的岛28e需要能够承受从第一气体导入部17受到的压力引起的变形。因此，如果岛28e降低凸部高度，并且成为容易承受负载所引起的变形/屈曲的梯形形状，则可成为能承受加压时所引起的变形的薄型单元结构。

但是，由于压力损失的大小在气体供给侧和排出侧发生变化，因此(1)在接近第一气体供给侧岐管的第一气体导入部17中在阴极侧设置岛28d，在阳极侧设置岛28e。(2)在接近第一气体排出侧岐管的第一气体导入部17部分中在阳极侧配置岛28d，在阴极侧配置岛28e，从而能够进一步抑制框体的变形。

(实施方式6)

接下来，示出实施方式6。图11为实施方式6所涉及的单元1的剖视图，是相当于图3b的c-c截面的位置的剖视图。

另外，对与实施方式1所涉及的单元1相同的构成要素赋予相同的参照附图标记，省略详细的说明。未记载的事项与实施方式1～5相同。

如图11所示那样，框体25为与一方的岛19被一体加工的结构。不是分别制作框体25和岛19并进行连接的结构，而是作为一个整体制作了具有岛19的框体25。

通过在框体25一体地设置岛19，从而阴极侧的第一分隔件4内的第一气体导入部17不需要精密的加工。因此，结构变得简单并且能削减第一分隔件4的加工工序。

实施方式6的结构为框体25的形状兼用作框体6和岛19的一体结构，因此与实施方式2同样在紧固负载中能够抑制变形，能够使单元1薄型化。

同样地，也可以在框体25一体地形成与第一歧管孔15连结地设置的凸部18、或者与第二歧管孔16连结地设置的凸部23。

(实施例)

接下来，示出实施例。图12为仅表示了在阴极侧的第一分隔件4内设置的第一气体导入部17的俯视图。将垂直方向宽度w2设为212mm，将气体行进方向宽度w1设为11mm来决定第一气体导入部17的平面方向的形状，从而制作了第一分隔件4，垂直方向宽度w2是与从第一歧管孔流入的气体行进方向正交的导入部宽度。

框体6与凸部18和岛19在单元1紧固时抵接，阴极气体(空气)在它们之间的空间(第一气体导入部17)流动。

关于粘性空气的压力损失，利用通用分析软件(fluent)进行三维计算，并计算得出。

在表2中示出框体6如图8b所示那样产生变形堵塞第一气体导入部17的情况下的压力损失的变化。

空气流量为13.9l/min，空气粘性以及空气密度的物性值通过热传导工程手册(伝熟工学便覧)(丸善)采用单元运转区域80℃的值进行了估算。

在表2中，将对框体6施加的负载所引起的变形完全没有的状态设为“无变形”。

针对以下三个条件进行了计算：“无变形”的情况、框体6由于负载而变形将由框体6和阴极侧的第一分隔件4构成的第一气体导入部17的空间在截面厚度方向上堵塞了0.05mm的情况、堵塞了0.1mm的情况。

表2示出根据框体的变形的导入部堵塞和压力损失的结果。

[表2]

根据表2的结果，如果设第一气体导入部17内的压力损失的变化量为1.0kpa以内(该情况下，压力损失为5.0kpa为止)，则需要使基于框体6的变形所引起的第一气体导入部17的空间部的堵塞量为0.05mm以内。

使第一气体导入部17内的压力损失变化量为1kpa以内，是通过电池评价试验考虑电压偏差幅度而进行规定的。

基于表2的计算结果，为了判断框体6的变形所引起的堵塞为0.05mm以下，与框体6抵接且进行支承的岛19间的距离为作为第一气体导入部17不遮挡气体的流动而成立的间隔是否成立，而进行了强度计算。

认为框体6的挠曲量δ能由两端固定的单纯张力的式子进行仿真，针对强度计算进行了计算。

为了将基于框体6的负载的挠曲量δ作为截面方向上的一定的堵塞量进行估算，挠曲量δ除以岛间的距离l的半圆面积来进行换算。

在框体6的杨氏模量的计算时，进行jisk7161的塑性拉伸特性试验，将框体6的杨氏模量没为1.7gpa。

图13为jis的k7161的塑性拉伸特性用的测定试验片的形状图。

图14为图13所示的形状试验片形状的框体6的拉伸试验结果(应力-形变曲线)。图14为采用拉伸试验机(测定机器：ezgraph，岛津制作所制)对图13的哑铃状进行试验，将试验负载-行程长度变为应力和形变曲线的图形。测定以n＝5进行，在杨氏模量的计算中使用了平均值。

表3是用现实的数值设定图8a、图8b中所示的由岛19支承的框体6的框体宽度b以及厚度h，岛19间距离l与第一气体导入部17的堵塞量的估算结果。

[表3]

如表3所示那样，如果将岛19间距离l设为4.5mm以下，则即使高压空气流到由框体6和阳极侧的第二分隔件20分隔的第二气体导入部22也能抑制框体6的变形。

此外，通过抑制框体6的变形，从而能够减少气体通过时的流入偏差，能够实现第一气体导入部17的平等分配功能。

根据表2和表3的结果，如果框体6的杨氏模量为1gpa以上，则能将框体6的变形抑制到一定值以下，不会对第一气体导入部17的空间产生影响且单元形状成立。

(作为整体)

采用第一气体导入部17进行了说明的事项也能够适用于第二气体导入部22。反过来也同样。另外，只要在第一气体导入部17和第二气体导入部22的至少一方应用上述特征即可。

本申请发明的燃料电池能用作家庭用、机动车用等各种用途的燃料电池。