JP2000503158A - 膜電極複合体（ｍｅａ）の連続的製造法 - Google Patents

膜電極複合体（ｍｅａ）の連続的製造法

Info

Publication number
JP2000503158A
JP2000503158A JP09523326A JP52332697A JP2000503158A JP 2000503158 A JP2000503158 A JP 2000503158A JP 09523326 A JP09523326 A JP 09523326A JP 52332697 A JP52332697 A JP 52332697A JP 2000503158 A JP2000503158 A JP 2000503158A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
membrane
laminate
conductive
contact material
components
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP09523326A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3965484B2 (ja
JP2000503158A5 (ja
Inventor
ベンゼル，ハラルト
クラウス，ヨアヒム
デッカーズ，グレゴア
フランク，ゲオルク
シュネラー，アルノルト
ヴィッテラー，ヘルムート
レムラー，ミケ
ハイネ，ミヒャエル
Original Assignee
ヘキスト・リサーチ・アンド・テクノロジー・ドイチュラント・ゲーエムベーハー・ウント・コンパニー・カーゲー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=7781202&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JP2000503158(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by ヘキスト・リサーチ・アンド・テクノロジー・ドイチュラント・ゲーエムベーハー・ウント・コンパニー・カーゲー filed Critical ヘキスト・リサーチ・アンド・テクノロジー・ドイチュラント・ゲーエムベーハー・ウント・コンパニー・カーゲー
Publication of JP2000503158A publication Critical patent/JP2000503158A/ja
Publication of JP2000503158A5 publication Critical patent/JP2000503158A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3965484B2 publication Critical patent/JP3965484B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/92—Metals of platinum group
    • H01M4/925—Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers
    • H01M4/926—Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers on carbon or graphite
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
    • C25B9/23—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms comprising ion-exchange membranes in or on which electrode material is embedded
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1004—Fuel cells with solid electrolytes characterised by membrane-electrode assemblies [MEA]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/92—Metals of platinum group
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H01M8/0202—Collectors; Separators, e.g. bipolar separators; Interconnectors
    • H01M8/0204—Non-porous and characterised by the material
    • H01M8/0213—Gas-impermeable carbon-containing materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
    • H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
    • H01M8/102—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer
    • H01M8/1023—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer having only carbon, e.g. polyarylenes, polystyrenes or polybutadiene-styrenes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
    • H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
    • H01M8/102—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer
    • H01M8/1025—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer having only carbon and oxygen, e.g. polyethers, sulfonated polyetheretherketones [S-PEEK], sulfonated polysaccharides, sulfonated celluloses or sulfonated polyesters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
    • H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
    • H01M8/102—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer
    • H01M8/1027—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer having carbon, oxygen and other atoms, e.g. sulfonated polyethersulfones [S-PES]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
    • H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
    • H01M8/102—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer
    • H01M8/103—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer having nitrogen, e.g. sulfonated polybenzimidazoles [S-PBI], polybenzimidazoles with phosphoric acid, sulfonated polyamides [S-PA] or sulfonated polyphosphazenes [S-PPh]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
    • H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
    • H01M8/102—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer
    • H01M8/1032—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer having sulfur, e.g. sulfonated-polyethersulfones [S-PES]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
    • H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
    • H01M8/1039—Polymeric electrolyte materials halogenated, e.g. sulfonated polyvinylidene fluorides
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00—Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10—Methods of surface bonding and/or assembly therefor
    • Y10T156/1052—Methods of surface bonding and/or assembly therefor with cutting, punching, tearing or severing
    • Y10T156/1084—Methods of surface bonding and/or assembly therefor with cutting, punching, tearing or severing of continuous or running length bonded web

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

(57)【要約】 少なくとも１つの中央に配置されたイオン導電性膜を含有し、該膜がその互いに反対側の２つの平面のかなりの部分にわたり、少なくとも１つの触媒活性物質および少なくとも１つの二次元のガス透過性で電子導電性接触物質と導電的に結合され、少なくとも２つの前記成分のその結合が積層によって行われている積層物の製造法。この方法は該イオン導電性膜、該触媒活性物質、および該電子導電性接触物質の結合を連続的に行うことを含む。該イオン導電性膜は、輸送および供給装置によって正確な位置で少なくとも該電子導電性接触物質と接触し、該２つの成分は一緒に加圧することによって積層されて相互に結合する。本発明による方法によって製造された積層物の交流抵抗の変移範囲は±１０％である。この積層物は燃料電池または電解槽における使用にとくに適する。

Description

【発明の詳細な説明】 膜電極複合体（ＭＥＡ）の連続的製造法 燃料電池は化学的エネルギーを電気的エネルギーに変えることができる電気化 学的装置である。したがって水素／酸素燃料電池はこれらのガスを水に変えて電 気的エネルギーを放出する。 燃料電池はバイポーラ板(bipolare Platten)によって隔離された複数の膜／電 極集成体の配列（いわゆるスタック）から構成され、また該膜／電極集成体（Ｍ ＥＡ）も化学物質を電気化学的に転化させるための２つの触媒活性電極および電 荷を輸送するための該電極間のイオン導電性電解質から構成される。バイポーラ 板はガス空間を隔離し、かつ個々のセルを電気的に接続する働きをする。低温で 作動する新しい燃料電池の設計は液体電解質ではなくて導電性高分子イオン交換 体膜（高分子固体電解質）を含有する。 現在もっとも有望な膜／電極集成体の製造法は含浸法と注型法であり、いずれ の方法も成分の熱圧を伴う。 含浸法では、溶解した固体電解質を電極表面に拡げるか、または加圧ガスによ ってエマルションとして吹き付けるかで、細孔組織内に数マイクロメートル浸透 させることができる。つぎに調製した電極を、電極の膜が共に溶融するまで熱圧 する。膜／電極集成体のこのような製造法は、たとえばＵＳ−Ａ−５，２１１， ９８４に記載されており、そこでは白金触媒を懸濁させたカチオン交換体溶液を カチオン交換体膜に被覆する。この方法は「インキ法」という用語でも知られて いる。注型法では溶解した固体電解質を触媒物質および適切ならば防水剤、たと えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）と混合してペーストをつくる。こ れをまず担体に適用するかまたは直接膜上に拡げた後、ペースト中または電極上 にある膜と固体電解質層との間の移行部の接触抵抗をできるだけ少なくするため に該膜と共に熱圧する。 コア領域およびその両面と接触する燃料電池の電極を形成させる電極／膜複合 体をイオン交換体物質から製造する別の方法がＤＥ−Ｃ−４，２４１，１５０に 記載されている。この場合には、溶剤に可溶で、イオンに解離することができる 少なくとも１つの基を有するホモポリマーまたはコポリマーからイオン交換体物 質をつくる。 高分子膜によるガス拡散電極のすべての製造法は、ほとんどの場合自動化する のが困難な多くの手動作業工程を必要とする。実験室規模の実験では許容できる 方法が、工業的製造においてはとりわけ高コストのために克服できない障害をも たらすことが多い。 燃料電池がすでに宇宙旅行事業に用いられているとしても、たとえば自動車業 界における一般的な実用化は、製造コスト、とくに膜／電極集成体およびそれに 起因する燃料電池のコストが通常の内燃機関のコストを数桁上回るので近い将来 における予測は困難である。また分散化エネルギー供給における使用に関しても 、たとえば油加熱、ガス加熱またはジーゼル発電機と比べて現在入手できる燃料 電池はあまりに高価すぎる。 しかし車に関する使用については、電気駆動と組み合わせた燃料電池はいくら かの利点を有する新しい駆動概念を示す。したがって、たとえば水素と酸素で作 動させる燃料電池の場合には車の汚染物質排出がなく、また他の車両駆動システ ムよりも全エネルギー転換連鎖の排出が少ない。さらに一次エネルギーに対する 全効率が著しく高い。自動車業界における燃料電池の使用は交通関連汚染物質排 出の低減およびエネルギー資源の消費に著しく貢献すると思われる。 したがってこの目的は積層物、とくに燃料電池に用いるのに適する膜／電極集 成体を製造する方法であって、製造コストおよび性能が使用者の要求を満足させ るような製造を可能とする方法を提供することにある。 本発明はこの目的を、積層物、すなわち少なくとも２つの成分を結合すること によって得ることができる複合体、とくに、少なくとも１つの中央に配設された イオン導電性膜を含有し、該膜がその互いに反対側の２つの平面の少なくともか なりの（５０％を上回る）部分にわたり、少なくとも１つの触媒活性物質および 少なくとも１つの二次元のガス透過性で電子導電性接触物質と結合され、少なく とも２つの前記成分のその結合が積層によって行われている膜／電極集成体の製 造法を提供することによって達成する。この方法はイオン導電性膜、触媒活性物 質、および電子導電性接触物質の結合を連続的に行うことを含む。 イオン導電性膜は輸送および供給装置によって正確な位置で、少なくとも電子 導電性接触物質、膜および／または触媒を被覆した接触物質と連続的に接触し、 少なくともこれら２つの成分はローラー装置（図１）で一緒に加圧することによ って相互に積層されて結合する。 使用可能な電子導電性接触物質の例は導電率、好ましくは０．０１Ωｍを上回 る導電率を有し、かつその構造内で適当なガス拡散プロセスを可能にする多孔度 を有するすべて二次元の炭素繊維構造物である。 しかし、導電性改質剤中に炭素を含有する複合材料以外に金属、とくにステン レス鋼、ニッケルおよびチタンも、好ましくは粉末、微粒子、紙、フェルト、不 織布、布、焼結板またはこれらの組合せ、特に十分な導電率を有する金属または 金属酸化物の二次元メッシュ構造物として使用することもできる。 この場合に、用いられる金属または金属酸化物によって、厚さが０．０１〜１ ｍｍ，好ましくは０．０２５〜０．２５ｍｍの範囲にあり、メッシュ幅が０．０ ０１〜５ｍｍ、好ましくは０．００３〜５ｍｍの範囲にある構造物がとくに好ま しい。炭素構造物の場合には０．０５〜５ｍｍ、とくに０．１〜２ｍｍの範囲に ある厚さが好ましい。この場合に炭素構造物の単位面積当たりの重量は５〜５０ ０ｇ／ｍ2、とくに２０〜１５０ｇ／ｍ2の範囲にあり、多孔度は１０〜９０％、 好ましくは５０〜８０％の範囲にある。 本発明の好ましい態様では、黒鉛化二次元炭素繊維構造物が用いられる。とく に下記接触物質が用いられる： 炭素繊維紙（たとえば RＳＩＧＲＡＴＨＥＲＭ ＰＥ２０４、ＰＥ７０４、Ｐ Ｅ７１５）、炭素繊維布（たとえば RＳＩＧＲＡＴＥＸ ＳＰＧ８５０５およ びＫＤＬ８０２３、ＫＤＬ８０４８）、炭素繊維フェルト（たとえば RＳＩＧ ＲＡＴＨＥＲＭ ＫＦＡ５およびＧＦＡ５）、炭素繊維不織布（たとえば RＳ ＩＧＲＡＴＥＸ ＳＰＣ７０１１およびＳＰＣ７０１０またはＴＧＰ−Ｈ−１２ ０（Ｔｏｒａｙ））、および複合炭素繊維構造物（たとえば RＳＩＧＲＡＢＯ ＮＤ１００１および１５０１および３００１）。 本発明をさらに発展させると、二次元炭素繊維構造物の導電率を高めるために 繊維および繊維の接点にさらに炭素層を被覆することができる。 このような二次元繊維構造物を製造する変形は特殊の直接酸化プロセスによっ て炭素化／黒鉛化形態に直接転化させたポリアクリロニトリル布および不織布の 使用を含み、その結果個々のフィラメントの製造プロセスにさらに続く二次元繊 維構造物生成プロセスによって経費のかかる迂回を回避することができる（ドイ ツ特許出願Ｐ１９５ １７ ９１１．０）。 イオン導電性膜としてとくに興味がある物質は概して構造物の一部分で固体の 性状を、他の部分で液体の性状を示し、したがって寸法安定性が極めてよいだけ でなくプロトンをもよく導通させる物質である。この目的に適するポリマーはイ オンに解離することができる基を有するポリマーである。好ましくはカチオン導 電性膜が用いられる。プロトンに対するイオン導電率は好ましくは０．５〜２０ ０ｍＳ／ｃｍ、とくに５〜５０ｍＳ／ｃｍである。膜の厚さは好ましくは０．１ μｍ〜１０ｍｍ、とくには３μｍ〜１ｍｍの範囲にある。さらにポリマーを加工 して膜を得る場合には膜が確実に気密でなければならない。 イオン導電性膜用基礎物質は適当な液体による粘稠な溶液または分散液として 得ることができ、かつ加工して膜を生成させることができるホモポリマーおよび コポリマーまたはそれらの混合物であることができる。混合物を使用する場合に は、混合物の少なくとも１つの成分がイオン導電性でなければならないと同時に 、混合物の他の成分がそれにもかかわらず他方では膜にある種の機械的性質また は疎水性を与える実際にイオン導電性の絶縁体であることができる。 とくに、電気化学的セル内で膜材料として使用するために機械的安定性および 耐熱性にすぐれ適度の耐薬品性を有するポリマーを使用することができる。 本発明により使用することができるポリマーは、たとえばＤＥ−Ｃ−４，２４ １，１５０、ＵＳ−Ａ−４，９２７，９０９、ＵＳ−Ａ−５，２６４，５４２、 ＤＥ−Ａ−４，２１９，０７７、ＥＰ−Ａ−０，５７４，７９１、ＤＥ−Ａ−４ ，２４２，６９２、ＤＥ−Ａ−１９ ５０ ０２７およびＤＥ−Ａ−１９ ５０ ０２６およびＤＥ−Ａ−１９ ５２ ７４３５に記載されている。これらの明細 書は参照として本明細書に組み入れる。 解離可能な基を有するポリマーは好ましくは本発明により使用可能な膜用のイ オン導電性材料として用いることができる。この解離可能な基は共有結合した官 能基（たとえば−ＳＯ3Ｍ、−ＰＯ3ＭＭ′、ＣＯＯＭおよび他の基（Ｍ，Ｍ’＝ Ｈ，ＮＨ4、金属）またはポリマー中に膨潤剤として存在する酸（たとえばＨ3Ｐ Ｏ4またはＨ2ＳＯ4）であることができる。共有結合した解離可能な基を有する ポリアリーレン類、共有結合した解離可能な基を有するフッ素化ポリマーまたは アリール環を有し酸で膨潤した塩基性ポリマーが好ましい。とくに好ましいポリ アリーレン類は主鎖としてポリアリールエーテルケトン、ポリアリールエーテル スルフォン、ポリアリールスルフォン、ポリアリールスルフィド、ポリフェニレ ン、ポリアリールアミドまたはポリアリールエステルを有する。解離可能な酸基 を含有するポリベンズイミダゾール類（ＰＢＩ）（たとえばＨ3ＰＯ4で膨潤した たＰＢＩ）も同様にとりわけ好ましい。上記ポリマーの少なくとも１つを含有す る混合物も適切である。 さらに好ましい態様では、完全にフッ素化したポリマー、すなわちＣ−Ｈ結合 の代わりにＣ−Ｆ結合を含有するポリマーを存在させることもできる。これらの ポリマーは酸化および還元に対して極めて安定であり、何らかの点でポリテトラ フルオロエチレンに類似する。そのようなフッ素化ポリマーが疎水性フッ素基に 加えて親水性スルホン基をも含有する場合にはとくに好ましい。これらの性質は 、たとえば RＮａｆｉｏｎという商品名で公知のポリマー中に存在する。 この種のポリマーは、一方膨潤状態では（吸水によってもたらされる）疎水性 の固体状骨格によって寸法安定性が比較的よく、他方親水性の液状領域では極め て良好なプロトン導電性を示す。 本発明による方法によって膜／電極集成体の製造に用いることができる触媒は レドックス反応２Ｈ2／４Ｈ+およびＯ2／２Ｏ2-を触媒する通常すべての電気化 学的触媒である。これらの物質は、たいていの場合周期表第８亜族の元素を原料 とし、周期表の他の族からの元素を原料とする物質をさらに存在させることがで きる。低温におけるメタノールおよび水の二酸化炭素および水素への転化を触媒 する金属またはその化合物も使用される。とくにこれら元素の金属、酸化物、合 金または混合酸化物は触媒として用いられる。 電極として作用するガス透過性で導電性の構造物は触媒を被覆することによっ て、確実に電気接点となる活性状態に変えることができる。概してイオン導電性 膜および電子導電性接触物質のいずれかまたは両方に、本発明による方法によっ て触媒を被覆することができる。イオン導電性膜または接触物質上の触媒濃度は 通常０．００１〜４．０ｍｇ／ｃｍ2の範囲にあり、触媒濃度の上限は触媒の価 格によって与えられ、その下限は触媒活性によって与えられる。触媒の適用およ び結合は公知の方法によって行う。 したがって、たとえば接触物質に触媒およびカチオン交換体ポリマー溶液を含 有する触媒懸濁液を被覆することができる。カチオン交換体ポリマーは通常すべ て上記のイオン導電性ポリマーであることができる。 好ましくは周期表の第１、第２および第８亜族から選ばれる金属又は金属の合 金、さらにまたＳｎ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｗ、およびＭｏ、とくにＰｔ、Ｉｒ、Ｃｕ、 Ａｇ、Ａｕ、Ｒｕ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｒｈ、Ｓｎ、Ｒｅ、Ｔｉ、Ｗ、およびＭｏが触 媒活性物質として用いられる。本発明によって使用可能な触媒の別の例は担持物 質に適用される白金、金、ロジウム、イリジウム、およびルテニウム触媒、たと えばＥ−ＴＨＫ製 RＸＣ−７２および RＸＣ−７２Ｒである。 触媒は化学反応によって被覆しようとする物質上に析出させることができる（ ＤＥ−Ａ−４，４３７，４９２．５）。したがって、たとえば膜および／または 接触物質にヘキサクロロ白金酸を含浸させ、還元剤たとえばヒドラジンまたは水 素を用いることによって元素状白金を析出させることができる（ＪＰ８０／３８ ，９３４）。白金は好ましくは（Ｐｔ（ＮＨ3）Ｃｌ2）を含有する水溶液から適 用することができる（ＵＳ−Ａ−５，２８４，５７１）。 触媒を結合させる別の可能性の例は被覆使用とする物質上のスパッター、ＣＶ Ｄ法（化学蒸着法）、コールドプラズマ蒸着法、物理的蒸着法（ＰＶＤ），電子 線蒸発法および電気化学的蒸着法である。さらに酸化変性カーボンブラック上の イオン交換に続く還元によって希土類金属の活性化を行うことができる。 二次元繊維構造物の、すでにそれ自体触媒、たとえば金属白金を含有する触媒 懸濁液による被覆は、本発明による方法に特に適切であることが認められている 。とくに触媒成分の均一な分布およびその後の電極構造物とカチオン交換体膜と の結合という目的ではかなりの利点が得られる。 たとえば熱ローラーと組み合わせたブレード装置（図１）またはたとえば連続 プレプレグ加工から公知の適用装置が有効に効果がある触媒の懸濁液を適用する のに適切である。 このように含浸させた繊維構造物（いわゆるガス拡散電極）は、次に巻き取る かまたはリボン状で直接連続工程に供給して膜／電極集成体（ＭＥＡ）を製造す ることができる。 イオン導電性物質の表面品質並びに触媒懸濁液の固着はいずれも先行の浸漬浴 によって影響されることがある。一方における二次元繊維構造物の開放細孔容積 および相界における結合ならびに他方における触媒懸濁液を結合させる接着力は 適当な接着促進剤および結合剤のみならず充填剤の選択によって調節することが できる（図１および図２）。この工程において真空ベルトフィルター（Vakuumba ndfilter）に続いて可制御乾燥区画を使用するのが有利である。 次の積層を最適に行うことができるように、適用された触媒懸濁液の粘稠性／ 乾燥度をさらに調節することができる。 ガス拡散電極を、さらに加工する前にまず巻き取る場合、一緒に巻き取る適当 なバリヤー紙の選択によって電極相互の粘着を防ぐことができる。 次に電子導電性接触物質を正確な位置でイオン導電性膜と連続的に接触させ、 さらにローラー装置上でイオン導電性膜を、その少なくとも１つの平面で接触物 質と積層させて結合する。 本発明による変形では、接触物質は、もしもイオン導電性膜の両平面に積層さ せる場合には、膜のそれぞれの面に異なる触媒を含有させることができる。イオ ン導電性膜以外に、異なる材料から構成されることができる２種類の接触物質を 出発物質として使用することもできる。 別の態様では、電子導電性接触物質にまず連続的に被覆し、イオン導電性膜の １つの面にそれぞれ積層し、これら２つの被覆した半成分（膜／電極半集成体） を次にイオン導電性表面の湿潤または初期溶解後一緒に加圧することによって相 互に固定し、積層して膜／電極集成体を得ることができる。この変形もまた、同 じ材料からなる成分、すなわち同じポリマーからなる同じ電子導電性接触物質お よびイオン導電性膜を含む膜／電極半集成体かまたは異なる組成物、すなわち異 なるイオン導電性膜および／または異なる接触物質および／または異なる触媒の 膜／電極半集成体を使用することができる。 膜と接触物質との付着を向上させるために、もしも適切であれば、積層プロセ スの前に、膜を非溶剤、たとえば水、アセトン、メタノールまたは他の脂肪族ア ルコール中に膨潤させるかまたは溶剤混合物、好ましくは主に極性の非プロトン 溶剤、たとえばＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭ ＳＯ）、ジメチルホルムアミド、ｇ−ブチロラクトン、またはたとえば硫酸また はリン酸のようなプロトン性溶剤に膨潤させるか若しくは無溶剤で膨潤させるこ とにより、少なくとも部分可塑化させることができる。 さらに付着を向上させて成分を結合させるために、接着物質または膜の少なく とも１つの平面または両成分を溶剤またはポリマー溶液によって初期溶解、湿潤 、若しくは初期膨潤させることができ、次いで諸成分、すなわちイオン導電性膜 の一方または両平面および少なくとも１つの電子導電性接触物質を加圧によって 相互に固定し、積層によって結合することができる。 成分の被覆は純溶剤またはポリマー溶液で行うことができ、その場合にポリマ ー濃度は０〜１００重量％、好ましくは５〜５０重量％になることができる。コ ーティング溶液の調製に使用できるポリマーは前記イオン導電性ポリマーである 。好ましくはイオン導電性膜を形成するポリマーのポリマー溶液を被覆に使用す る。被覆はとくに１〜２００μｍ、とりわけ５〜１００μｍの層厚さで適用され る。この場合に接触物質またはイオン導電性膜の少なくとも１つの平面を触媒活 性物質で被覆することができる。本発明による他の変形では、触媒は付着を促進 するコーティング物質中、すなわち適用すべき溶剤またはポリマー溶液中に存在 することができる。 イオン導電性膜の被覆すなわち所謂コンディショニング（konditioniemng）は 、溶剤またはポリマー溶液の片面への適用に関するならば、スロットダイによっ て行う。本発明による適当なスロットダイはダイ幅が０．１〜５ｍの範囲にあり 、スロット幅が１０〜１０００μｍの範囲にある。 コーティングする場合には膜を水平方向（ダイの上面または下面）か垂直方向 （上昇または下降）にスロットダイを通過させる。膜の両面にコンディショニン グする場合には、溶剤またはポリマー溶液の適用は同様に２つのスロットダイを 用いて膜をその間に通すかまたは被覆する溶液を含有する浸漬浴中で膜をコンデ ィショニングすることによって行うことができる。 もしくはブレードのそばを通過させて膜を被覆することができる。好ましくは ブレード幅が０．１〜５ｍの範囲にあり、スロット幅が５〜５００μｍの範囲に ある。この場合、リボン速度は特には０．５ｍｍ／秒〜１０ｍ／秒、好ましくは ５ｍｍ／秒〜１ｍ／秒である。 積層する場合には、個々の成分、すなわち少なくとも１つの電子導電性接触物 質と少なくとも１つのイオン導電性膜とを供給および位置決め装置によって接触 させ、一対のローラー間またはプレスで相互に積層させる。好ましくは接触物質 および／またはイオン導電性膜を二次元構造物として接触させ、５〜３００℃、 とくには２５〜２００℃の範囲の温度および好ましくは１０7〜１０ 12 Ｐａ、 とくには１０8〜１０ 10 Ｐａの範囲にある適当な接触圧力で積層する。ここで ローラーを使用する場合の接触圧力はローラーの形状および大きさに著しく依存 することが多い。この積層法によって電極構造物はイオン導電性膜の最も始めに 溶解または溶融した層内に直接圧入される。 ２つの膜／電極半集成体からの複合電極膜の製造は同様に、膜／電極半集成体 の一方または両方のイオン導電性膜を溶剤またはポリマー溶液にまず溶解し、２ つの集成体を位置決めして一対のローラーに供給して積層させることによって行 い完全な膜／電極集成体を得る。本発明によって用いられる一対のローラーの直 径は０．１〜２ｍの範囲にある。 特別な態様では、イオン導電性膜を、目的とする後の用途に適するすぐ使用で きるユニット、たとえば形状および大きさが燃料電池に用いられる炭素不織布に 相当する炭素不織布片の形状にあらかじめ切断した接触物質に積層させることが できる。本発明によれば、ユニット間の距離が燃料電池に必要とされる膜の無被 覆のリムの幅の２倍に相当するように、好ましくは０．１〜１００ｍｍ、とくに は１〜５０ｍｍにユニットを広げることができる。本発明による方法の変形の利 点はとりわけ得られた膜／電極集成体の加工にさらに続いて燃料電池を得るため の加工のための処理工程の節約である。 本発明による連続法によって得られる電子導電性接触物質、触媒およびイオン 導電性膜の積層物は、積層の下流の連続工程において、付着して残っている不必 要な成分が除かれて相互に結合する。 このようなコンディショニングの一つの可能性は、たとえば乾燥区画、たとえ ば１０〜２５０℃、とくには２０〜２００℃に加熱された空気循環オーブンにリ ボン状の積層物を通すことを含む。このようにして、依然として付着していた残 留溶剤または水が蒸発する。特定な態様では、移動方向に沿って乾燥区画内に温 度勾配のある場合がある。 揮発成分を除く別の可能性は、とくに下流の空気循環オーブンと組み合わせた 赤外線による積層物の乾燥を含む。 他の方法の変形では不必要な依然として付着している成分の除去を下流の洗浄 工程で行うことができる。したがって、たとえば依然として付着している溶剤ま たは非溶剤もしくはポリマー成分を、膜形成ポリマーを溶解しない液体で抽出す ることができる。たとえば、水／ＮＭＰ混合物およびＮＭＰと低級脂肪族アルコ ールとの混合物がこの場合に用いられる。この場合にはＮＭＰ含量は好ましくは ２５％未満である。とくにこの変形における抽出は積層物に液体を吹き付けるか または撓みローラー（Umlenkrollen）を用いて適当な浸漬浴中に積層物のリボン を通すことによって行う。抽出物が流出した後積層物を次の乾燥プロセスにかけ る。積層物の乾燥は上記のように行うことができる。 すでに本発明による方法によって得られた積層物を燃料電池に組み込むのに適 する形にもたらすためには、さらに別の処理工程として所謂最終工程をコンディ ショニング工程に続けることができる。 この場合にはリボンとして存在する積層物を適当な切断機または打抜機によっ てさらに目的とする用途に適合するように適当な規則的寸法に分割することがで きる。炭素不織布片が積層物の製造における接触物質として既に用いられている 場合には、このようにして得られた積層物片がリムではなくて中央領域のみに被 覆されるように積層物リボンを無被覆領域で切り分ける。 さらに、接触物質がもはやガス透過性ではないように、つぎの結合工程で積層 物の外端の無被覆または被覆したリム帯域に自己硬化封止物質を適用することが できる（ＵＳ−Ａ−５，２６４，２９９）。とくにこの場合に、液状で適用され 、自発的に完全硬化する硬化可能なシリコーン樹脂を封止物質として用いること ができる。積層物、すなわち膜／電極集成体のつぎの燃料電池中への組み込み中 に、このように適用される封止物質は電池の側面封止ならびに流体の排出および 燃料ガスまたは酸化ガスの流出を阻止する働きをする。 交流抵抗の測定は積層物製造の再現性に関する情報をもたらすことができる。 １バッチから得た積層物の場合には、抵抗は出力とも相関するが、異なる積層物 間では相関しない。公知の不連続法で製造した積層物は１０ｍΩ〜１０Ωにわた る交流抵抗を示す。このようにして得られた生成物は変形、空気の介在または類 似の欠陥を含むことが多い。対照的に本発明による連続法は、電極構造物のイオ ン導電性膜への均一な結合および±１０％、とくに±５％の変移範囲（すぐ作動 できる状態で測定して）を有する積層物を生成する。本発明による方法によって 得られた膜／電極集成体の抵抗は通常０．０２〜０．６Ω、とくに０．０４〜０ ．４５Ωの範囲にある。本発明による方法を用いると、積層物、とくに膜／電極 集成体および／または複合電極膜を単純で経済的かつ容易に再現可能な方法で製 造することができる。それゆえ、かつその低交流抵抗によって積層物は燃料電池 および電解槽に組み込むのに特に適切である。 以下に典型的な態様および添付の図面を参照することにより本発明をさらに詳 しく説明する。 実施例 実施例１ 膜物質（図３中の１）：ＥＰ ０，５７４，７９１によって調製された式（１ ）のスルホン化ポリアリールエーテルケトン、イオン交換当量１．４ｍｍｏｌ／ ｇ、厚さ１００μｍ、ロール形態、幅４００ｍｍ。 被覆物質（図３中の３）：下記よりなる混合物； 膜物質と同一のスルホン化ポリマー １５ｇ 白金触媒（３０％Ｐｔ／ＶｕｌｃａｎＸＣ−７２、 Ｅ−ＴＥＫ，Ｉｎｃ．Ｎａｔｉｃｋ，ＵＳＡ製） １５ｇ Ｎ−メチルピロリドン ７０ｇ。 炭素布（図３中の４）：ＶＰ６７６、ＳＧＬ Ｃａｒｂｏｎ ＧｍｂＨ、Ｗｉ ｅｓｂａｄｅｎ、Ｇｅｒｍａｎｙ製。 この膜（１）を２つのスロットダイ（２）（ダイ幅３７０ｍｍ、スロット幅５ ００μｍ）の間を５ｍｍ／秒の速度で通し；この間に、膜の両面に厚さ１００μ ｍのコーティング（３）を適用する。スロットダイの下流で積層物を形成するよ うに２つのローラー（５）（幅４５０ｍｍ、直径２００ｍｍ）によって両面に炭 素布（４）を送出する。上部ローラーは下を走っている積層物に１０００Ｎの力 を加える。リボン状の積層物を二室オーブン（６）（長さ３ｍ）に通し、そこで コーティング物質（３）からＮＭＰを除く。第一室（長さ１ｍ）は１２０℃に加 熱し、第二室（長さ２ｍ）は８０℃に加熱する。オーブンの下流で連続操作の平 行シャー（７）によって積層物を分割し；断片の幅は積層物リボンの幅によって 与えられ、断片の長さは５００ｍｍである。このようにして得られた積層物は膜 ／電極集成体として膜型燃料電池に組み込むことができ、水素／酸素作動（各２ バールおよび８０℃）において最大３．１ｋＷ／ｍ2の電力を送り出す。 実施例２ 実施例１の変形。炭素布（図３）を巻き付けた後Ａと印をつけた位置で撓みロ ール（直径１ｍ）を経て図４に概略示した装置に積層物を導入させる。２つのノ ズルヘッド（９）から膜の両面に水（２５ｍｌ／秒）を吹き付け、水はコーティ ングからＮＭＰを除去する。ノズルヘッドから０．５ｍ下方に、積層物リボンの 両面に吹き付けた水の流出トラフ（１０）がある。次に積層物を撓みロールを経 てオーブン（６）（両室とも８０℃；オーブンの下流にさらに、積層物の上方お よび下方にそれぞれ２つの市販の１５０ＷのＩＲランプがある）に通し、さらに 実施例１と同様に処理する。このようにして得られた積層物は膜／電極集成体と して膜型燃料電池中に組み込むことができ、水素／酸素作動（各２バール、８０ ℃）において最大３．８ｋＷ／ｍ2の電力を送り出す。 実施例３ 次ぎの態様では、スパッターによって４０ｇ／ｍ2の白金を被覆した市販炭素 不織布（ＴＧＰ−Ｈ−１２０、Ｔｏｒａｙ、Ｔｏｋｙｏ、Ｊａｐａｎ製）と市販 ポリエチレンネットとの積層物を使用する。図５に概略示した区画が得られるよ うに、炭素不織布をネット（１２）上で個々の部分（１１）（８０ｍｍ×１２０ ｍｍ）で加圧すると、炭素不織布片は間隙によって相互に分割される。白金をス パッターした表面はポリエチレンネットを積層した表面と反対の方向を向く。 実施例２では炭素布の代わりに積層物を使用する。しかしコーティング溶液は 実施例２とは対照的に触媒を含まない。炭素不織布面で積層物を膜と接触させる 。得られた積層物は両面に隔離された炭素布片（１４）を備えた膜（１３）から なる。連続操作シャー結合物（市販穿孔工具）を用い、この積層物を線（１５） に沿って切断する。これによってリム（１６）が自立膜のみを表し、リム内部に は触媒含有炭素布（１７）が被覆されている積層物片が得られる（図７）。自立 性で平滑なリムは、必要ならば通常の弾性ガスケットを用いて気密に封止するこ とができるので、これら積層物片は膜型燃料電池中にスタックさせる膜／電極集 成体としてとくに適当である。この積層物は膜型燃料電池中に膜／電極集成体と して組み込まれ、水素／酸素作動において（各２バール、８０℃）最大２．９ｋ Ｗ／ｍ2の電力を送り出す。 実施例４ 実施例１によって得た積層物に、工業的に通常の連続操作グラビア印刷法でシ リコーンゴム溶液（ＳｙｌｇａｒｄTM，ＤＯＷ）を刷り込む。印刷装置はオーブ ンの下流に直接組み込まれて、積層物上に炭素布がシリコーンゴムで十分に含浸 されたゴム領域（１８）のグリッド（図８）を形成する。連続操作シャー結合物 （市販穿孔工具）によってこの積層物を線（１９）に沿って切断する。このよう にして、組み込まれた側面ガスシール（１８）を有する膜／電極集成体が得ら れる（図９）。 実施例５ 実施例１との比較実験。膜物質、コーティング物質、炭素布および定量的デー タは実施例１と同様である。 方法：膜物質（１９）（２００×２００ｍｍ2）、コーティング物質（２０）（ １８０×１８０ｍｍ2、ボックス型ブレードによって適用される）、および炭素 布（２１）（１８０×１８０ｍｍ2）を図１０に示すように相互に加圧する(ｐ＝ １０9Ｐａ、ｔ＝３０分、Ｔ＝８０℃)。 積層物の交流抵抗の測定： 測定のために、積層物を直径４０ｍｍの円筒形ボアを有する鋼製ブロックの２ つの半部分の間に締め付ける。このボアを鋼製マットで覆う。最上部の鋼製マッ トはボアから０．２ｍｍ突出する。マットのメッシュ幅は０．５ｍｍである。電 極は鋼製マットの縁から５ｍｍ突出する。この場合に試験燃料電池の条件をシミ ュレートし、試験燃料電池の条件に適合させるためにＭＥＡをすぐ操作できる状 態に組み込む。積層物を鋼製ブロックの２つの半部分の間に締め付けた後Ｍ１２ ねじ山を有するねじによってこれらをに互いに加圧した。均一荷重の場合には鋼 製ブロックとナットの間にスプリングとしてワッシャーを挿入する。ナットを強 く締める前に、交流抵抗を測定するために積層物に１ｋＨｚの方形波電圧をかけ る。測定電圧（Ｖssとして）は１２ｖｏｌｔ未満の範囲にある。測定する場合に は、タイプ４０９０のＶｏｌｔｃｒａｆｔ ＬＣＲ測定装置を使用する。次に交 流抵抗にもはや顕著な変化が見られなくなるまでナットを逆に徐々に強く締める 。３分間の平衡位相後最終の抵抗を読み取る。本発明によって製造された積層物 の交流抵抗の偏差は１０％未満、とくには５％未満の範囲にある。
【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年１２月１５日（１９９７．１２．１５） 【補正内容】 請求の範囲 １．少なくとも１つの中央に配置されたイオン導電性膜を含有し、該膜がその 互いに反対側の２つの平面のかなりの部分にわたり、少なくとも１つの触媒活性 物質および少なくとも１つの二次元のガス透過性で電子導電性接触物質と導電的 に結合され、少なくとも２つの前記成分のその結合が積層によって行われている 積層物の製造法であって、該イオン導電性膜、該触媒活性物質、および該電子導 電性接触物質の結合を連続的に行うことを含む方法。 ２．該イオン導電性膜が、輸送および供給装置によって正確な位置で少なくと も該電子導電性接触物質と接触し、一緒に加圧することによって少なくとも該２ つの成分が積層されて相互に結合する請求項１記載の方法。 ３．該積層が圧力を加えるローラーによって行われる請求項１または２記載の 方法。 ４．該イオン導電性膜および／または該接触物質が供給されリボン状に加工さ れる請求項１〜３のいずれかの項記載の方法。 ５．該電子導電性接触物質および／または該イオン導電性膜の少なくとも１つ の平面に触媒活性物質を被覆する請求項１〜４のいずれかの項記載の方法。 ６．カチオン導電性膜を該イオン導電性膜として用いる請求項１〜５のいずれ かの項記載の方法。 ７．用いられる該イオン導電性膜が、該ポリアリールエーテルケトン類、ポリ アリーレンスルフィド類、ポリアリールエーテルスルホン類、ポリ（１，４−フ ェニレン）類およびポリベンズイミダゾール類を含む群または該スルホン化ポリ アラミド類を含む群から選ばれるポリマーまたは完全フッ素化ポリマーを含有す る膜である請求項１〜５のいずれかの項記載の方法。 ８．用いられる該触媒が白金、金、ロジウム、イリジウム、またはルテニウム 触媒である請求項１〜４のいずれかの項記載の方法。 ９．用いられる該電子導電性接触物質が炭素紙、炭素不織布、炭素布、炭素フ ェルト、または複合炭素繊維構造物もしくは金属を含む群から選ばれる二次元炭 素繊維構造物である請求項１〜４のいずれかの項記載の方法。 １０．用いられる該接触物質が二次元黒鉛化炭素繊維構造物である請求項９記 載の方法。 １１．用いられる該接触物質が二次元炭素繊維構造物で、その繊維および該繊 維の接触点がさらに炭素層で被覆される請求項９または１０記載の方法。 １２．該イオン導電性膜がその少なくとも１つの平面で電子導電性接触物質と 積層される請求項１〜１１のいずれかの項記載の方法。 １３．該イオン導電性膜がそのそれぞれの平面で異なる接触物質に結合される 請求項１２記載の方法。 １４．該イオン導電性膜がその両平面で、触媒を保持する電子導電性接触物質 と積層され、該膜の１つの面に対する該接触物質が、該膜の他の面に対する該接 触物質が保持する触媒とは異なる触媒を保持する請求項１２または１３記載の方 法。 １５．該膜／電極集成体が、それぞれイオン導電性膜および電子導電性接触物 質からなる２つの積層物を、該イオン導電性表面で積層して結合させることによ り製造される請求項１２または１３記載の方法。 １６．該成分を結合させるために、該電子導電性接触物質または該膜の少なく とも１つの平面もしくは両成分に溶剤またはポリマー溶液を連続的に被覆する請 求項１〜１５のいずれかの項記載の方法。 １７．該付着促進コーティング物質が該触媒を含有する、請求項１６記載の方 法。 １８．該膜を形成するイオン導電性ポリマーを含有するポリマー溶液を被覆に 使用する請求項１６または１７記載の方法。 １９．積層しようとする該成分を、意図するように供給及び位置決め装置によ って接触させ、５〜３００℃の範囲の温度で積層させる請求項１〜１８のいずれ かの項記載の方法。 ２０．積層しようとする該成分を、意図するように供給および位置決め装置に よって接触させ、１０7〜１０ 12 Ｐａの範囲の圧力で積層させる請求項１〜１ ９のいずれかの項記載の方法。 ２１．得られた該積層物が該積層の下流の連続工程において、依然として付着 していた不必要成分が除かれて相互に結合する請求項１〜２０のいずれかの項記 載の方法。 ２２．該積層物を１０〜２５０℃の範囲の温度で加熱乾燥区画に通す請求項２ １記載の方法。 ２３．該不必要成分を下流の洗浄工程で除去した後で積層物を乾燥する請求項 ２１記載の方法。 ２４．後の使用の間の流体及びガスに対する封止の必要性に合わせて、該積層 の下流の連続工程において封止物質を積層物の外側リム領域に適用する請求項１ 〜２３のいずれかの項記載の方法。 ２５．該積層の下流の工程において、意図する後の用途に適する相当寸法で、 該積層物を分割する請求項１〜２４のいずれかの項記載の方法。 ２６．該積層物の該交流抵抗の変移範囲が±１０％である請求項１〜２５のい ずれかの項記載の方法によって製造された積層物。 ２７．膜／電極集成体である請求項２６記載の積層物。 ２８．請求項１〜２７のいずれかの項によって製造された積層物の燃料電池ま たは電解槽における使用。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デッカーズ，グレゴア ドイツ連邦共和国デー―65929 フランク フルト・アム・マイン，ヨハネスアレー 41 (72)発明者 フランク，ゲオルク ドイツ連邦共和国デー―72074 テュービ ンゲン，シュトイダッハ 164 (72)発明者 シュネラー，アルノルト ドイツ連邦共和国デー―64409 メッセル, ベルリナー・シュトラーセ 37 (72)発明者 ヴィッテラー，ヘルムート ドイツ連邦共和国デー―65929 フランク フルト・アム・マイン，ヨハネスアレー 12 (72)発明者 レムラー，ミケ ドイツ連邦共和国デー―10437 ベルリン, ドゥンケルシュトラーセ 21 (72)発明者 ハイネ，ミヒャエル ドイツ連邦共和国デー―86695 アルマン ズホーフェン，ガルテンシュトラーセ ７

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも１つの中央に配置されたイオン導電性膜を含有し、該膜がその 互いに反対側の２つの平面の少なくともかなりの部分にわたり、少なくとも１つ の触媒活性物質および少なくとも１つの二次元のガス透過性で電子導電性接触物 質と導電的に結合され、少なくとも２つの前記成分のその結合が積層によって行 われている積層物の製造法であって、該イオン導電性膜、該触媒活性物質、およ び該電子導電性接触物質の結合を連続的に行うことを含む方法。 ２．該イオン導電性膜が、輸送および供給装置によって正確な位置で少なくと も該電子導電性接触物質と接触し、一緒に加圧することによって少なくとも該２ つの成分が積層されて相互に結合する請求項１記載の方法。 ３．該積層が圧力を加えるローラーによって行われる請求項１または２記載の 方法。 ４．該イオン導電性膜および／または該接触物質が供給されリボン状に加工さ れる請求項１ないし３のいずれか１つの項記載の方法。 ５．該電子導電性接触物質および／または該イオン導電性膜の少なくとも１つ の平面に触媒活性物質を被覆する請求項１〜４のいずれか１つの項記載の方法。 ６．カチオン導電性膜を該イオン導電性膜として用いる請求項１〜５のいずれ か１つの項記載の方法。 ７．用いられる該イオン導電性膜が、該ポリアリールエーテルケトン類、ポリ アリーレンスルフィド類、ポリアリールエーテルスルホン類、ポリ（１，４−フ ェニレン）類およびポリベンズイミダゾール類を含む群または該スルホン化ポリ アラミド類を含む群から選ばれるポリマーまたは完全フッ素化ポリマーを含有す る膜である請求項１〜５のいずれか１つの項記載の方法。 ８．用いられる該触媒が白金、金、ロジウム、イリジウム、またはルテニウム 触媒である請求項１〜４のいずれか１つの項記載の方法。 ９．用いられる該電子導電性接触物質が炭素紙、炭素不織布、炭素布、炭素フ ェルト、または複合炭素繊維構造物もしくは金属を含む群から選ばれる二次元炭 素繊維構造物である請求項１〜４のいずれか１つの項記載の方法。 １０．用いられる該接触物質が二次元黒鉛化炭素繊維構造物である請求項９記 載の方法。 １１．用いられる該接触物質が二次元炭素繊維構造物で、その繊維および該繊 維の接触点がさらに炭素層で被覆される請求項９または１０記載の方法。 １２．該イオン導電性膜がその少なくとも１つの平面で電子導電性接触物質と 積層される請求項１〜１１のいずれか１つの項記載の方法。 １３．該イオン導電性膜がそのそれぞれの平面で異なる接触物質と結合される 請求項１２記載の方法。 １４．該イオン導電性膜がその両平面で、触媒を保持する電子導電性接触物質 と積層され、該膜の１つの面に対する該接触物質が、該膜の他の面に対する該接 触物質が保持する触媒とは異なる触媒を保持する請求項１２または１３記載の方 法。 １５．該膜／電極集成体が、それぞれイオン導電性膜および電子導電性接触物 質からなる２つの積層物を、該イオン導電性表面で積層させて結合させることに より製造される請求項１２または１３記載の方法。 １６．該成分を結合させるために、該電子導電性接触物質または該膜の少なく とも１つの平面もしくは両成分に溶剤またはポリマー溶液を連続的に被覆する請 求項１〜１５のいずれか１つの項記載の方法。 １７．該付着促進コーティング物質が該触媒を含有する請求項１６記載の方法 。 １８．該膜を形成するイオン導電性ポリマーを含有するポリマー溶液を被覆に 使用する請求項１６または１７記載の方法。 １９．積層使用とする該成分を、意図するように供給及び位置決め装置によっ て接触させ、５〜３００℃の範囲の温度で積層させる請求項１〜１８のいずれか １つの項記載の方法。 ２０．積層させるべき該成分を、意図するように供給および位置決め装置によ って接触させ、１０7〜１０ 12 Ｐａの範囲の圧力で積層させる請求項１〜１９ いずれか１つの項記載の方法。 ２１．得られた該積層物が該積層の下流の連続工程において、依然として付着 していた不必要成分が除かれて相互に結合する請求項１〜２０のいずれか１つの 項記載の方法。 ２２．該積層物を１０〜２５０℃の範囲の温度で加熱乾燥区画に通す請求項２ １記載の方法。 ２３．該不必要成分を下流の洗浄工程で除去した後で積層物を乾燥する請求項 ２１記載の方法。 ２４．後の使用の間の流体及びガスに対する封止の必要性に合わせて、該積層 の下流の連続工程において封止物質を該積層物の外側リム領域に適用する請求項 １〜２３のいずれか１つの項記載の方法。 ２５．該積層の下流の工程において、意図する後の用途に適する相当寸法に該 積層物を分割する請求項１〜２４のいずれか１つの項記載の方法。 ２６．請求項１〜２５のいずれか１つの項記載の方法によって製造された積層 物。 ２７．膜／電極集成体である請求項２６記載の積層物。 ２８．該積層物の交流電圧抵抗の変移範囲が±１０％である請求項１〜２５の いずれか１つの項記載の方法によって製造された積層物。 ２９．請求項１〜２８のいずれか１つの項記載のように製造された積層物の燃 料電池または電解槽における使用。
JP52332697A 1995-12-22 1996-12-20 膜電極複合体（ｍｅａ）の連続的製造法 Expired - Fee Related JP3965484B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19548421.5 1995-12-22
DE19548421A DE19548421B4 (de) 1995-12-22 1995-12-22 Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Membranelektrodeneinheiten
PCT/EP1996/005792 WO1997023919A1 (de) 1995-12-22 1996-12-20 Kontinuierliches verfahren zur herstellung von menbran-elektroden-verbunden (mea)

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2000503158A true JP2000503158A (ja) 2000-03-14
JP2000503158A5 JP2000503158A5 (ja) 2004-11-04
JP3965484B2 JP3965484B2 (ja) 2007-08-29

Family

ID=7781202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP52332697A Expired - Fee Related JP3965484B2 (ja) 1995-12-22 1996-12-20 膜電極複合体（ｍｅａ）の連続的製造法

Country Status (16)

Country Link
US (1) US6197147B1 (ja)
EP (1) EP0868760B2 (ja)
JP (1) JP3965484B2 (ja)
KR (1) KR100400950B1 (ja)
CN (1) CN1129972C (ja)
AT (1) ATE193159T1 (ja)
BR (1) BR9612164A (ja)
CA (1) CA2241022C (ja)
CZ (1) CZ195998A3 (ja)
DE (2) DE19548421B4 (ja)
DK (1) DK0868760T3 (ja)
ES (1) ES2148834T3 (ja)
PL (1) PL327288A1 (ja)
RU (1) RU2172542C2 (ja)
TW (1) TW387841B (ja)
WO (1) WO1997023919A1 (ja)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000268829A (ja) * 1999-03-11 2000-09-29 Degussa Huels Ag ウエブ状ポリマー電解質膜に電極層を被着する方法及び膜／電極アセンブリの製造方法並びにポリマー電解質膜燃料電池のための膜／電極アセンブリ
JP2002164055A (ja) * 2000-09-14 2002-06-07 Tokuyama Corp ガス拡散電極用プロトン伝導性付与剤
JP2005294123A (ja) * 2004-04-01 2005-10-20 Toyota Motor Corp 膜電極接合体の製造方法
WO2006019097A1 (ja) * 2004-08-18 2006-02-23 Asahi Glass Company, Limited 燃料電池用電解質ポリマー、その製造方法、電解質膜、及び膜・電極接合体
KR100714361B1 (ko) * 2004-07-21 2007-05-02 삼성에스디아이 주식회사 막전극 접합체와 그의 제조방법
KR100718107B1 (ko) 2005-01-07 2007-05-15 삼성에스디아이 주식회사 연료전지용 전극, 연료전지 및 연료전지용 전극의 제조방법
JP2007222757A (ja) * 2006-02-22 2007-09-06 Dainippon Printing Co Ltd 撥水性材料の製造装置、及び撥水性材料の製造方法
JP2008031464A (ja) * 2006-07-04 2008-02-14 Sumitomo Chemical Co Ltd 高分子電解質エマルションおよびその用途
JP2008520071A (ja) * 2004-11-11 2008-06-12 ユミコア・アクチエンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト 膜／電極ユニットを製作するための方法および装置
JP2009037969A (ja) * 2007-08-03 2009-02-19 Toyota Motor Corp 膜電極拡散層接合体の製造方法および製造装置、燃料電池
WO2009139369A1 (ja) * 2008-05-13 2009-11-19 シャープ株式会社 膜電極複合体およびその製造方法
JP2010146794A (ja) * 2008-12-17 2010-07-01 Toyota Motor Corp 燃料電池用膜−電極接合体製造方法
WO2011099285A1 (ja) * 2010-02-10 2011-08-18 パナソニック株式会社 膜－触媒層接合体の製造方法及び装置

Families Citing this family (101)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6159533A (en) * 1997-09-11 2000-12-12 Southwest Research Institute Method of depositing a catalyst on a fuel cell electrode
DE19548421B4 (de) † 1995-12-22 2004-06-03 Celanese Ventures Gmbh Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Membranelektrodeneinheiten
DE19548422A1 (de) * 1995-12-22 1997-09-11 Hoechst Ag Materialverbunde und ihre kontinuierliche Herstellung
EP1007308B1 (en) * 1997-02-24 2003-11-12 Superior Micropowders LLC Aerosol method and apparatus, particulate products, and electronic devices made therefrom
US6042968A (en) * 1997-07-16 2000-03-28 Aventis Research & Technologies Gmbh & Co. Kg Process for producing polybenzimidazole fabrics for use in fuel
US5945233A (en) * 1997-07-16 1999-08-31 Avents Research & Technologies Gmbh & Co. Kg Process for producing polybenzimidazole pastes and gels for use in fuel cells
US5910378A (en) * 1997-10-10 1999-06-08 Minnesota Mining And Manufacturing Company Membrane electrode assemblies
US6291091B1 (en) 1997-12-24 2001-09-18 Ballard Power Systems Inc. Continuous method for manufacturing a Laminated electrolyte and electrode assembly
BE1011693A3 (nl) * 1998-01-07 1999-12-07 Zevco Belgium Besloten Vennoot Werkwijze voor het vervaardigen van een pem-enkelcel.
US6610436B1 (en) 1998-09-11 2003-08-26 Gore Enterprise Holdings Catalytic coatings and fuel cell electrodes and membrane electrode assemblies made therefrom
WO2000026982A2 (de) * 1998-10-30 2000-05-11 Siemens Aktiengesellschaft Membran-elektroden-einheit für eine pem-brennstoffzelle und verfahren zu ihrer herstellung
JP4639415B2 (ja) * 1999-07-02 2011-02-23 トヨタ自動車株式会社 薄膜積層装置
DE19962686A1 (de) * 1999-12-23 2001-07-26 Siemens Ag Membran-Elektroden-Einheit für eine Brennstoffzelle und Herstellungsverfahren dazu
FR2805927B1 (fr) * 2000-03-03 2002-04-12 Commissariat Energie Atomique Procede de preparation d'assemblages electrodes-membrane-et electrode-membraneelectrode, assemblage ainsi obtenus, et dispositif de pile combustible comprenant ces assemblages
FR2810794A1 (fr) * 2000-06-26 2001-12-28 Sorapec Association d'electrodes et de membrane comportant des conducteurs protoniques
JP2002015755A (ja) * 2000-06-30 2002-01-18 Honda Motor Co Ltd リン酸型燃料電池の製造方法
JP3668478B2 (ja) 2000-07-06 2005-07-06 松下電器産業株式会社 膜電極接合体の製造方法及び固体高分子型燃料電池の製造方法
KR100544921B1 (ko) * 2000-07-14 2006-01-24 미츠비시 레이온 가부시키가이샤 수지 함침 경화 시트의 제조 장치 및 제조 방법과, 탄소계재료 시트의 제조 장치 및 제조 방법
DE10050467A1 (de) 2000-10-12 2002-05-16 Omg Ag & Co Kg Verfahren zur Herstellung einer Membran-Elektrodeneinheit für Brennstoffzellen
JP2002280012A (ja) * 2001-03-15 2002-09-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 燃料電池用電解質膜電極接合体の製造方法
US6823584B2 (en) 2001-05-03 2004-11-30 Ballard Power Systems Inc. Process for manufacturing a membrane electrode assembly
DE10124272A1 (de) * 2001-05-18 2002-11-21 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung einer Polymerelektrolytmembran-Elektrodenanordnung
US6689970B2 (en) * 2001-10-04 2004-02-10 Lester E. Burgess Pressure actuated switching device and method and system for making same
US20030108664A1 (en) * 2001-10-05 2003-06-12 Kodas Toivo T. Methods and compositions for the formation of recessed electrical features on a substrate
EP1444055A4 (en) 2001-10-19 2007-04-18 Superior Micropowders Llc BAND-CONSTRUCTED COMPOSITIONS FOR DEPOSITING ELECTRONIC STRUCTURES
US7553512B2 (en) * 2001-11-02 2009-06-30 Cabot Corporation Method for fabricating an inorganic resistor
DE10159476A1 (de) * 2001-12-04 2003-07-17 Omg Ag & Co Kg Verfahren zur Herstellung von Membran-Elektrodeneinheiten für Brennstoffzellen
DK1341250T3 (da) 2002-02-28 2011-08-22 Umicore Ag & Co Kg Fremgangsmåde til fremstilling af katalysatorbelagte membraner og membram-elektroenheder til brændstofceller
DE10209419A1 (de) * 2002-03-05 2003-09-25 Celanese Ventures Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Polymerelektrolytmembran und deren Anwendung in Brennstoffzellen
US20050118478A1 (en) * 2002-03-06 2005-06-02 Joachim Kiefer Mixture comprising sulphonic acid containing vinyl, polymer electrolyte membrane comprising polyvinylsulphonic acid and the use thereof in fuel cells
EP1483316B1 (de) * 2002-03-06 2007-09-19 Pemeas GmbH PROTONENLEITENDE ELEKTROLYTMEMBRAN MIT GERINGER METHANOLDURCHLÄSSIGKEIT UND DEREN ANWENDUNG IN BRENNSTOFFZELLEN
DE10213540A1 (de) * 2002-03-06 2004-02-19 Celanese Ventures Gmbh Lösung aus Vinylphosphonsäure, Verfahren zur Herstellung einer Polymerelektrolytmembran aus Polyvinylphosphaonsäure und deren Anwendung in Brennstoffzellen
US6740131B2 (en) * 2002-04-03 2004-05-25 3M Innovative Properties Company Apparatus for automatically fabricating fuel cell
US6868890B2 (en) * 2002-04-03 2005-03-22 3M Innovative Properties Company Method and apparatus for peeling a thin film from a liner
US20030188616A1 (en) * 2002-04-03 2003-10-09 Behymer Lance E. Compliant cutting die apparatus for cutting fuel cell material layers
US20030188615A1 (en) * 2002-04-03 2003-10-09 3M Innovative Properties Company Angled product transfer conveyor
US7432009B2 (en) * 2002-04-03 2008-10-07 3M Innovative Properties Company Lamination apparatus and methods
JP4638220B2 (ja) * 2002-04-25 2011-02-23 ビーエーエスエフ フューエル セル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 多層電解質膜
US6933003B2 (en) * 2002-06-13 2005-08-23 General Motors Corporation Method of making membrane electrode assemblies
DE10230477A1 (de) * 2002-07-06 2004-01-15 Celanese Ventures Gmbh Funktionalisierte Polyazole, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung
EP1527494B1 (de) * 2002-08-02 2005-12-28 Pemeas GmbH Protonenleitende polymembran, welche sulfonsäuregruppen enthaltende polymere umfasst, und deren anwendung in brennstoffzellen
DE10239701A1 (de) * 2002-08-29 2004-03-11 Celanese Ventures Gmbh Polymerfolie auf Basis von Polyazolen und deren Verwendung
DE10246373A1 (de) * 2002-10-04 2004-04-15 Celanese Ventures Gmbh Protonenleitende Polymermembran umfassend Sulfonsäuregruppen enthaltende Polyazole und deren Anwendung in Brennstoffzellen
DE10246459A1 (de) * 2002-10-04 2004-04-15 Celanese Ventures Gmbh Protonenleitende Polymermembran umfassend Phosphonsäuregruppen enthaltende Polyazole und deren Anwendung in Brennstoffzellen
US20040071881A1 (en) * 2002-10-09 2004-04-15 Ballard Power Systems Inc. Method and apparatus for the continuous coating of an ion-exchange membrane
DE10301810A1 (de) * 2003-01-20 2004-07-29 Sartorius Ag Membran-Elektroden-Einheit, Polymermembranen für eine Membran-Elektroden-Einheit und Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen sowie Verfahren zur Herstellung derselben
US20050031938A1 (en) * 2003-01-27 2005-02-10 Burdine Robert Van Rapidly rechargeable electric power system
JP4068988B2 (ja) * 2003-02-20 2008-03-26 Ｊｓｒ株式会社 電解膜−電極基板複合体の製造方法
JP4033126B2 (ja) * 2003-02-20 2008-01-16 セイコーエプソン株式会社 燃料電池製造装置および燃料電池の製造方法
US7195690B2 (en) * 2003-05-28 2007-03-27 3M Innovative Properties Company Roll-good fuel cell fabrication processes, equipment, and articles produced from same
EP1492184A1 (de) * 2003-06-27 2004-12-29 Umicore AG & Co. KG Verfahren zur Herstellung einer katalysatorbeschichteten Polymerelektrolyt-Membran
US20050014056A1 (en) * 2003-07-14 2005-01-20 Umicore Ag & Co. Kg Membrane electrode unit for electrochemical equipment
WO2005006480A2 (de) * 2003-07-14 2005-01-20 Umicore Ag & Co. Kg Membran-elektroden-einheit für die wasserelektrolyse
WO2005011039A2 (de) 2003-07-27 2005-02-03 Pemeas Gmbh Protonenleitende membran und deren verwendung
US20050041251A1 (en) * 2003-08-18 2005-02-24 Hong Cao Method and apparatus for measuring loading of waterproofing agent in carbon substrate
US20050072514A1 (en) * 2003-10-06 2005-04-07 Yan Susan G. Method of making membrane electrode assemblies
US7993798B2 (en) 2003-12-02 2011-08-09 Nissan Motor Co., Ltd Manufacture of fuel cell
JP3912384B2 (ja) * 2004-02-10 2007-05-09 セイコーエプソン株式会社 燃料電池の製造方法
ITMI20041035A1 (it) * 2004-05-24 2004-08-24 Hysytech Srl Metodo per fabbricare componenti per celle combustibili e cella combustile realizzata con tale metodo
DE602005020790D1 (de) * 2004-07-01 2010-06-02 Umicore Ag & Co Kg Laminierungsprozess zur herstellung von integrierten membran-elektroden-baugruppen
US20080020253A1 (en) * 2004-07-09 2008-01-24 Ingo Neubert Method for Producing a Membrane-Electrode Unit
JP4290616B2 (ja) * 2004-07-21 2009-07-08 三洋電機株式会社 燃料電池用電解質、膜電極接合体、燃料電池スタック、燃料電池システムおよび燃料電池用電解質の製造方法
US20060022081A1 (en) * 2004-07-30 2006-02-02 Pemeas Gmbh Cartridge and method for handling thin film membranes
DE102004040123B4 (de) * 2004-08-18 2007-05-31 Sartorius Ag Dosiervorrichtung für pulverförmiges Material und Pressvorrichtung
JP2006116816A (ja) * 2004-10-21 2006-05-11 Sumitomo Chemical Co Ltd 積層体の製造方法及び製造装置
KR100612873B1 (ko) 2004-11-20 2006-08-14 삼성에스디아이 주식회사 금속 촉매와 전극의 제조방법
WO2006076603A2 (en) * 2005-01-14 2006-07-20 Cabot Corporation Printable electrical conductors
WO2006076610A2 (en) * 2005-01-14 2006-07-20 Cabot Corporation Controlling ink migration during the formation of printable electronic features
US7533361B2 (en) * 2005-01-14 2009-05-12 Cabot Corporation System and process for manufacturing custom electronics by combining traditional electronics with printable electronics
WO2006076616A2 (en) * 2005-01-14 2006-07-20 Cabot Corporation Security features, their use, and processes for making them
US20060190917A1 (en) * 2005-01-14 2006-08-24 Cabot Corporation System and process for manufacturing application specific printable circuits (ASPC'S) and other custom electronic devices
US8383014B2 (en) 2010-06-15 2013-02-26 Cabot Corporation Metal nanoparticle compositions
US20060158497A1 (en) * 2005-01-14 2006-07-20 Karel Vanheusden Ink-jet printing of compositionally non-uniform features
US8167393B2 (en) * 2005-01-14 2012-05-01 Cabot Corporation Printable electronic features on non-uniform substrate and processes for making same
US8334464B2 (en) * 2005-01-14 2012-12-18 Cabot Corporation Optimized multi-layer printing of electronics and displays
US7824466B2 (en) 2005-01-14 2010-11-02 Cabot Corporation Production of metal nanoparticles
WO2006076613A2 (en) * 2005-01-14 2006-07-20 Cabot Corporation Metal nanoparticle compositions
WO2006132595A1 (en) * 2005-06-04 2006-12-14 Agency For Science, Technology And Research Laminated battery
CN101714641B (zh) * 2005-09-15 2012-08-22 松下电器产业株式会社 膜-膜增强部件组件、膜-催化剂层组件、膜-电极组件以及高分子电解质型燃料电池的制造方法
EP1977466A4 (en) * 2005-12-29 2010-06-30 3M Innovative Properties Co METHOD FOR PRODUCING A MEMBRANE ELECTRODE ASSEMBLY
US8168025B2 (en) * 2006-04-21 2012-05-01 Bdf Ip Holdings Ltd. Methods of making components for electrochemical cells
KR100776687B1 (ko) 2006-05-11 2007-11-28 한국과학기술연구원 대전 및 전사 과정을 이용한 연료전지용 막-전극 결합체제조 방법
US8318385B2 (en) * 2006-09-19 2012-11-27 Nanotek Instruments, Inc. Process for producing fuel cell electrode
KR100774729B1 (ko) * 2006-11-15 2007-11-08 현대자동차주식회사 서브레이어를 이용한 전사법으로 3-레이어 전해질막/전극접합체를 제조하는 방법
JP2008311012A (ja) * 2007-06-13 2008-12-25 Toyota Motor Corp 燃料電池用電極材料接合体の製造装置および製造方法、燃料電池
DE102008025930A1 (de) 2008-05-29 2009-12-03 Elcomax Membranes Gmbh Verfahren zur automatisierten Herstellung von Membran-Elektrodeneinheiten
US20100316931A1 (en) * 2009-06-10 2010-12-16 Friedrich Wilhelm Wieland Electrocatalyst, Fuel Cell Cathode and Fuel Cell
JP2012094315A (ja) * 2010-10-26 2012-05-17 Nihon Gore Kk 燃料電池用アノード側触媒組成物およびこれを含んでなる固体高分子形燃料電池用膜電極接合体（ｍｅａ）
JP5898572B2 (ja) * 2012-06-13 2016-04-06 信越化学工業株式会社 非水電解質二次電池用負極材の製造方法及び非水電解質二次電池の製造方法
CN102945977B (zh) * 2012-11-09 2014-09-03 江南石墨烯研究院 一种用于甲醇燃料电池的复合质子交换膜及制备方法
US20140261981A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 GM Global Technology Operations LLC Cathode composite structure and methods thereof for improved fuel cell performance under high humidity
FR3004140B1 (fr) * 2013-04-09 2015-05-08 Batscap Sa Systeme et procede de fabrication d'un ruban de complexe de stockage d'energie electrique
JP6655941B2 (ja) * 2015-10-19 2020-03-04 東京応化工業株式会社 触媒層形成装置、触媒層の形成方法、燃料電池製造システム、及び燃料電池の製造方法
US10377512B2 (en) * 2016-10-10 2019-08-13 Alliance Spacesystems, Llc Assembly and mounting of a reflective film on a composite structure
TWI694174B (zh) * 2017-03-22 2020-05-21 日商旭化成股份有限公司 電解用電極、積層體、捲繞體、電解槽之製造方法、電極之更新方法、及捲繞體之製造方法
CN108796540B (zh) * 2018-05-30 2020-04-21 中氧科技（广州）有限公司 臭氧发生器用膜电极组件的生产设备及其使用方法
CN108842161B (zh) * 2018-05-30 2019-11-01 中氧科技（广州）有限公司 用于制备臭氧的膜电极组件的生产设备及其使用方法
CN112639169B (zh) * 2018-09-21 2023-12-01 旭化成株式会社 层积体、层积体的保存方法、层积体的输送方法、保护层积体及其卷绕体
US11430974B2 (en) * 2019-05-17 2022-08-30 Ppg Industries Ohio, Inc. System for roll-to-roll electrocoating of battery electrode coatings onto a foil substrate
CN111477885B (zh) * 2020-04-10 2021-07-23 武汉理工氢电科技有限公司 一种3ccm的生产方法
KR20220080929A (ko) * 2020-12-08 2022-06-15 현대자동차주식회사 막-전극 접합체 제조장치 및 막-전극 접합체를 제조하는 방법

Family Cites Families (45)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3134697A (en) † 1959-11-03 1964-05-26 Gen Electric Fuel cell
DE1471649A1 (de) * 1964-03-20 1969-03-13 Siemens Ag Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Gasdiffusionselektroden
US3393100A (en) † 1965-10-01 1968-07-16 Gen Electric Process of generating electrical energy utilizing a fuel containing carbon monoxide and a fuel cell electrode structure therefor, comprising a carbon-monoxide resistant electrode body
NL6914874A (ja) 1968-10-03 1970-04-07
FR2019831A1 (ja) 1968-10-03 1970-07-10 Owens Illinois Inc
US4161815A (en) * 1977-06-30 1979-07-24 Polaroid Corporation Methods for making electrical cells and batteries
US4175165A (en) † 1977-07-20 1979-11-20 Engelhard Minerals & Chemicals Corporation Fuel cell system utilizing ion exchange membranes and bipolar plates
US4287232A (en) † 1978-06-28 1981-09-01 United Technologies Corporation Dry floc method for making an electrochemical cell electrode
JPS5538934A (en) 1978-09-07 1980-03-18 Agency Of Ind Science & Technol Production of ion exchange membrane-catalyst electrode bonded material
US4215183A (en) * 1979-01-02 1980-07-29 General Electric Company Wet proofed conductive current collector for the electrochemical cells
DE2941774C2 (de) † 1979-10-16 1985-03-21 Varta Batterie Ag, 3000 Hannover Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer kunststoffgebundenen Aktivkohleschicht für dünne Gasdiffusionselektroden
NL8003949A (nl) * 1980-07-09 1982-02-01 Electrochem Energieconversie Werkwijze voor de vervaardiging van een laag van een elektrode voor een cel, in het bijzonder voor een brandstofcel.
GB2095025B (en) † 1981-03-17 1984-11-21 Hitachi Ltd Acid electrolyte fuel cell
US4469579A (en) † 1981-06-26 1984-09-04 Diamond Shamrock Corporation Solid polymer electrolytes and electrode bonded with hydrophylic fluorocopolymers
US4498941A (en) * 1981-08-05 1985-02-12 Goldsworthy Engineering, Inc. Method for producing fiber reinforced sheet structures
US4437952A (en) * 1982-01-04 1984-03-20 E. I. Du Pont De Nemours & Co. Coextruded multilayer cation exchange membranes
DE3307057C2 (de) * 1983-03-01 1991-02-14 Held, Kurt, 7218 Trossingen Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung kupferkaschierter Elektrolaminate
CH663221A5 (de) * 1984-01-26 1987-11-30 Bbc Brown Boveri & Cie Verfahren zur kontinuierlichen beschichtung eines feststoffelektrolyten mit einem katalytisch aktiven metall.
US4826554A (en) * 1985-12-09 1989-05-02 The Dow Chemical Company Method for making an improved solid polymer electrolyte electrode using a binder
JPS63269458A (ja) † 1987-04-28 1988-11-07 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 燃料電池
US5146391A (en) * 1987-04-30 1992-09-08 Specialised Conductives Pty. Ltd. Crosslinked electrolyte capacitors and methods of making the same
US4927909A (en) 1987-09-18 1990-05-22 Hoechst Celanese Corp. Fabrication of high performance polybenzimidazole films
DE3813744A1 (de) * 1988-04-23 1989-11-02 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur herstellung von werkstoffverbunden als blechtafeln, blechbaender und folien mit oberflaechiger skelettstruktur und verwendung der werkstoffverbunde
US4855196A (en) † 1988-06-23 1989-08-08 Kw Battery Company Multilaminate material and separator assembly for electrochemical cells
US4988582A (en) † 1990-05-04 1991-01-29 Bell Communications Research, Inc. Compact fuel cell and continuous process for making the cell
US5290642A (en) † 1990-09-11 1994-03-01 Alliedsignal Aerospace Method of fabricating a monolithic solid oxide fuel cell
US5176966A (en) † 1990-11-19 1993-01-05 Ballard Power Systems Inc. Fuel cell membrane electrode and seal assembly
US5211984A (en) 1991-02-19 1993-05-18 The Regents Of The University Of California Membrane catalyst layer for fuel cells
US5219673A (en) † 1991-08-23 1993-06-15 Kaun Thomas D Cell structure for electrochemical devices and method of making same
US5399184A (en) † 1992-05-01 1995-03-21 Chlorine Engineers Corp., Ltd. Method for fabricating gas diffusion electrode assembly for fuel cells
US5264542A (en) 1992-05-27 1993-11-23 Hoechst Celanese Corp. Process for preparing stabilized polybenzimidazole products
EP0574791B1 (de) 1992-06-13 1999-12-22 Aventis Research & Technologies GmbH & Co. KG Polymerelektrolyt-Membran und Verfahren zu ihrer Herstellung
JPH0644984A (ja) * 1992-07-23 1994-02-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 固体高分子電解質型燃料電池用電極
US5284571A (en) 1992-09-04 1994-02-08 General Motors Corporation Method of making electrodes for electrochemical cells and electrodes made thereby
SE470534B (sv) † 1992-11-27 1994-07-25 Electrolux Ab Förfarande för framställning av ett membranfilter samt membranfilter för fluidrenare
DE4241150C1 (de) † 1992-12-07 1994-06-01 Fraunhofer Ges Forschung Elektrodenmembran-Verbund, Verfahren zu dessen Herstellung sowie dessen Verwendung
JP2649470B2 (ja) 1993-01-22 1997-09-03 株式会社エクォス・リサーチ 燃料電池
US5470357A (en) † 1993-03-05 1995-11-28 Bell Communications Research, Inc. Method of making a laminated lithium-ion rechargeable battery cell
US5494550A (en) * 1993-09-07 1996-02-27 Sensormatic Electronics Corporation Methods for the making of electronic article surveillance tags and improved electronic article surveillance tags produced thereby
DE69435230D1 (de) * 1993-12-30 2009-10-01 Miyake Kk Verbundfolie mit schaltungsförmiger Metallfolie oder dergleichen und Verfahren zur Herstellung
DE4437492A1 (de) 1994-10-20 1996-04-25 Hoechst Ag Metallisierte Kationenaustauscher-Membran
DE19509749C2 (de) * 1995-03-17 1997-01-23 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Verfahren zur Herstellung eines Verbundes aus Elektrodenmaterial, Katalysatormaterial und einer Festelektrolytmembran
DE19517911A1 (de) 1995-05-16 1996-11-21 Sgl Technik Gmbh Verfahren zum Umwandeln von aus Polyacrylnitrilfasern bestehenden mehrdimensionalen flächigen Gebilden in den thermisch stabilisierten Zustand
DE19527435A1 (de) 1995-07-27 1997-01-30 Hoechst Ag Polymerelektrolyte und Verfahren zu deren Herstellung
DE19548421B4 (de) † 1995-12-22 2004-06-03 Celanese Ventures Gmbh Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Membranelektrodeneinheiten

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000268829A (ja) * 1999-03-11 2000-09-29 Degussa Huels Ag ウエブ状ポリマー電解質膜に電極層を被着する方法及び膜／電極アセンブリの製造方法並びにポリマー電解質膜燃料電池のための膜／電極アセンブリ
JP2002164055A (ja) * 2000-09-14 2002-06-07 Tokuyama Corp ガス拡散電極用プロトン伝導性付与剤
JP4641612B2 (ja) * 2000-09-14 2011-03-02 株式会社トクヤマ ガス拡散電極用プロトン伝導性付与剤
JP2005294123A (ja) * 2004-04-01 2005-10-20 Toyota Motor Corp 膜電極接合体の製造方法
JP4696462B2 (ja) * 2004-04-01 2011-06-08 トヨタ自動車株式会社 膜電極接合体の製造方法
KR100714361B1 (ko) * 2004-07-21 2007-05-02 삼성에스디아이 주식회사 막전극 접합체와 그의 제조방법
US8202664B2 (en) 2004-07-21 2012-06-19 Sanyo Electric Co., Ltd. Membrane electrode assembly, fuel cell stack and fuel cell system
US7838167B2 (en) 2004-08-18 2010-11-23 Asahi Glass Company, Limited Electrolyte polymer for fuel cells, process for its production, electrolyte membrane and membrane/electrode assembly
WO2006019097A1 (ja) * 2004-08-18 2006-02-23 Asahi Glass Company, Limited 燃料電池用電解質ポリマー、その製造方法、電解質膜、及び膜・電極接合体
JP5168903B2 (ja) * 2004-08-18 2013-03-27 旭硝子株式会社 燃料電池用電解質ポリマー、その製造方法、電解質膜、及び膜・電極接合体
JPWO2006019097A1 (ja) * 2004-08-18 2008-05-08 旭硝子株式会社 燃料電池用電解質ポリマー、その製造方法、電解質膜、及び膜・電極接合体
JP2008520071A (ja) * 2004-11-11 2008-06-12 ユミコア・アクチエンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト 膜／電極ユニットを製作するための方法および装置
KR100718107B1 (ko) 2005-01-07 2007-05-15 삼성에스디아이 주식회사 연료전지용 전극, 연료전지 및 연료전지용 전극의 제조방법
JP2007222757A (ja) * 2006-02-22 2007-09-06 Dainippon Printing Co Ltd 撥水性材料の製造装置、及び撥水性材料の製造方法
JP2008031464A (ja) * 2006-07-04 2008-02-14 Sumitomo Chemical Co Ltd 高分子電解質エマルションおよびその用途
JP2009037969A (ja) * 2007-08-03 2009-02-19 Toyota Motor Corp 膜電極拡散層接合体の製造方法および製造装置、燃料電池
WO2009139369A1 (ja) * 2008-05-13 2009-11-19 シャープ株式会社 膜電極複合体およびその製造方法
JP2011150789A (ja) * 2008-05-13 2011-08-04 Sharp Corp 膜電極複合体およびその製造方法
JP2010146794A (ja) * 2008-12-17 2010-07-01 Toyota Motor Corp 燃料電池用膜−電極接合体製造方法
WO2011099285A1 (ja) * 2010-02-10 2011-08-18 パナソニック株式会社 膜－触媒層接合体の製造方法及び装置
JP4879372B2 (ja) * 2010-02-10 2012-02-22 パナソニック株式会社 膜−触媒層接合体の製造方法及び装置

Also Published As

Publication number Publication date
PL327288A1 (en) 1998-12-07
ES2148834T3 (es) 2000-10-16
DE19548421B4 (de) 2004-06-03
RU2172542C2 (ru) 2001-08-20
CN1205803A (zh) 1999-01-20
CN1129972C (zh) 2003-12-03
KR100400950B1 (ko) 2004-02-05
CA2241022A1 (en) 1997-07-03
ATE193159T1 (de) 2000-06-15
CA2241022C (en) 2009-04-28
MX9805024A (es) 1998-09-30
US6197147B1 (en) 2001-03-06
BR9612164A (pt) 1999-07-13
DE19548421A1 (de) 1997-09-11
DK0868760T3 (da) 2000-10-09
EP0868760A1 (de) 1998-10-07
CZ195998A3 (cs) 1998-11-11
DE59605262D1 (de) 2000-06-21
TW387841B (en) 2000-04-21
KR19990076657A (ko) 1999-10-15
WO1997023919A1 (de) 1997-07-03
EP0868760B1 (de) 2000-05-17
JP3965484B2 (ja) 2007-08-29
EP0868760B2 (de) 2009-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3965484B2 (ja) 膜電極複合体（ｍｅａ）の連続的製造法
KR100638498B1 (ko) 중합체 전해질 연료 전지용 막 전극 유니트, 당해 막 전극 유니트의 제조방법 및 당해 막 전극 유니트 제조용 잉크
KR100731520B1 (ko) 전극층을 연료 전지용 중합체 전해질 막 스트립에 도포하는 방법
US5869416A (en) Electrode ink for membrane electrode assembly
JP4334618B2 (ja) 高分子電解質膜型燃料電池用ガス拡散電極
US6627035B2 (en) Gas diffusion electrode manufacture and MEA fabrication
US5882810A (en) Active layer for membrane electrode assembly
JP3723081B2 (ja) 燃料電池の膜／電極アセンブリ
JP3549241B2 (ja) 高分子固体電解質燃料電池用電極及びそれと高分子固体電解質との接合体
EP2172999B1 (en) Membrane electrode assembly and solid polymer electrolyte fuel cell
CA2488908C (en) Method of making membrane electrode assemblies
KR101010074B1 (ko) 연료 전지용으로 촉매 코팅된 막과 막 전극 어셈블리제조방법
JP2003187824A (ja) 膜燃料電池の膜電極アセンブリを生成する方法
WO2005038950A2 (en) Method of making membrane electrode assemblies
EP2164122A1 (en) Membrane electrode assembly, process for producing membrane electrode assembly, solid polymer fuel cell
EP1365464B1 (en) Continuous process for manufacture of gas diffusion layers for fuel cells
CA2181560C (en) Electrochemical cell having an electrode containing a carbon fiber paper coated with catalytic metal particles
US20230352713A1 (en) Membrane and process
US20210135248A1 (en) Ionomer membranes for fuel cells and related devices
MXPA98005024A (en) Continuous procedure to produce mixed bodies of membranes and electrodes (m
JPH09120821A (ja) 固体高分子型燃料電池用電極の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20031211

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20031211

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20060403

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060815

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20061114

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20070105

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070215

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070410

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070509

A72 Notification of change in name of applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A721

Effective date: 20070501

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100608

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110608

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110608

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120608

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130608

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees