JP2003500803A - ハイブリッド膜電極集合体 - Google Patents
ハイブリッド膜電極集合体Info
- Publication number
- JP2003500803A JP2003500803A JP2000619049A JP2000619049A JP2003500803A JP 2003500803 A JP2003500803 A JP 2003500803A JP 2000619049 A JP2000619049 A JP 2000619049A JP 2000619049 A JP2000619049 A JP 2000619049A JP 2003500803 A JP2003500803 A JP 2003500803A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- mea
- layer
- electrode assembly
- membrane electrode
- 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
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
-
- 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
- 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]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
-
- 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
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
- H01M8/04119—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants with simultaneous supply or evacuation of electrolyte; Humidifying or dehumidifying
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Electrodes For Compound Or Non-Metal Manufacture (AREA)
Abstract
Description
もよい高密度で分布する触媒を含むアノードと、炭素粒子に担持された触媒等の
、よりアスペクト比の低い担体に担持されていてもよい、より低密度で分布する
触媒を含むカソードとを有するハイブリッド膜電極集合体に関する。
化アルカリ電池等の、電気化学素子の中心要素になる場合がある。この種のME
Aは典型的には固体電解質として作用するイオン伝導性膜(ICM)を備え、こ
のICMは白金等の触媒性電極材料を含む電極層に接している。典型的な電気化
学電池の場合、ICMはカソード層およびアノード層に接し、アノードで形成さ
れたイオンがカソードに輸送されることによって電極を接続する外部回路に電流
が流れるようになる。
用いて炭素粒子上に被覆されたPtまたはPt合金から構成される。この従来の
形態の触媒を、イオノマーバインダー、溶媒、および多くの場合ポリテトラフル
オロエチレン(PTFE)粒子と共に分散させることによってインク、ペースト
、または分散液を形成し、これをICMまたはICMに近接して配設される電極
裏打ち材料に塗布する。炭素担体粒子は機械的支持体となるだけでなく、電極層
内に必要な電気伝導性を付与すると従来技術において一般に考えられている。
lonTMの溶液に直接混合し、電極裏打ち層または膜ICMに塗工することが
できる。しかしこの微粒子をいかに細かくできるかには限界があるため、この手
法では、通常、触媒の添加量が非常に高くなり、費用が増大する。
6号、5,336,558号、5,338,430号、および5,238,72
9号にはナノ構造複合物品が開示されている。米国特許第5,338,430号
には、電極材料のより効果的な使用と、Ptの単位質量当たりの触媒活性が向上
したこととを含め、固体ポリマー電解質中に埋設されたナノ構造電極が、金属微
粒子または炭素に担持された金属触媒を用いた従来の電極よりも優れた特性を提
供することを開示している。
Aに関するものである。米国特許第5,879,827号は、MEAに好適に使
用され得るナノスコピック触媒を担持するナノ構造素子に関するものである。
カソード層を有し、アノード層中の第1触媒材料の平均密度が1.0mg/mm 3 を超え、カソード層中の第2触媒材料の平均密度が1.0mg/mm3未満で
あるハイブリッド膜電極集合体(MEA)を提供する。
体積比が200cm2/mm3を超え、カソード層中の触媒材料の電気化学的表
面積/体積比が200cm2/mm3未満であるハイブリッドMEAを提供する
。
されている触媒材料を含むアノード層と、平均アスペクト比が3未満である担体
粒子に担持されている触媒材料を含むカソード層とを有するハイブリッドMEA
を提供する。
造素子を使用することによってアノード層中に高密度に分布された触媒と、カソ
ード層中により低い密度で分布された触媒(炭素に担持した触媒を用いてこれを
達成してもよい)とを用いることによってその性能を向上させたハイブリッドM
EAである。
反応に寄与することができる表面積を意味し、 「膜電極集合体」とは、電解質を含む膜と、その膜に隣接する、少なくとも1
つ、好ましくは2つまたはそれ以上の電極とを備えた構造体を意味し、 「ミクロ組織」とは、型押し、成形、エッチング等の任意の工程によって形成
された、平均深さが1〜100μmの表面構造、模様、またはコンボリューショ
ンを意味し、 「ナノ構造素子」とは、その表面の少なくとも一部に触媒材料を有する、針状
の不連続なミクロスコピック構造を意味し、 「ミクロ構造」とは、針状の不連続なミクロスコピック構造を意味し、 「ナノスコピック触媒粒子」とは、少なくとも1つの寸法が約10nm以下で
あるか、または、標準的な2θX線回折走査における回折ピークの半値幅として
測定した結晶子サイズが約10nm以下である触媒材料の粒子を意味し、 「針状」とは、平均横断面幅に対する長さの比が3以上であることを意味し、 「不連続な」とは、別々に認識される別個の要素であるが、その要素同士が互
いに接することを妨げない要素を指し、 「ミクロスコピック」とは、少なくとも1つの寸法が約1μm以下であること
を意味し、 「置換された」とは、化学種が、所望の生成物または工程を妨げない従来の置
換基で置換されていることを意味し、その置換基は、例えば、アルキル、アルコ
キシ、アリール、フェニル、ハロ(F、Cl、Br、I)、シアノ、ニトロ等で
あってもよい。
たMEAを提供することにある。
てもよい高密度で分布する触媒を含むアノードと、炭素粒子担持触媒等の、より
アスペクト比の低い担体に担持されていてもよい、より低密度で分布する触媒を
含むカソードとを有するハイブリッド膜電極集合体を提供する。特定の理論に束
縛されるわけではないが、本発明は、両電極表面の水を極めて上首尾に処理する
ことによってMEAの性能を向上させると考えられている。
の厚さは2μm未満であり、より好ましくは1μm未満である。
厚さは5μm以上であり、より好ましくは10μmを超える。
典型的には白金を含有し、ルテニウム等の元素をさらに含有してもよい。好まし
くは、触媒は、白金含有合金であるか、または、米国特許第5,879,828
号に開示されている、白金および他の元素を層状に組み合わせたものである。
として表しても、質量/体積比または質量密度として表してもよい。
載されているようなH2吸着/脱着法によって求めてもよい。この方法は、水素
が発生する直前の電位におけるPt表面のH2吸着/脱着現象に基づいている。
この過程では、水素の単層がPt表面に吸着し、Ptの面積1cm2当たり22
0μCの電荷が授受されることが周知である。水素の吸着/脱着ピークを積分す
ることにより、実表面積の幾何学的表面積に対する因子を計算することができる
。
m2/mm3を超える。カソード層の電気化学的表面積/体積比は、好ましくは
200cm2/mm3未満、より好ましくは150cm2/mm3未満、最も好
ましくは100cm2/mm3未満である。
量密度または質量/体積比を求めてもよい。層の厚さは電子顕微鏡で膜の横断面
を検査することにより求めてもよい。
は2.0mg/mm3を超え、さらに好ましくは3.0mg/mm3を超える。
カソード層の質量密度は好ましくは1.0mg/mm3未満、より好ましくは0
.5mg/mm3未満、さらに好ましくは0.3mg/mm3未満である。
所望の電気化学的表面積/体積比および質量密度が得られるであろう。
子の薄層を備える。米国特許第5,879,828号は、ナノ構造素子を備える
電極層を有するMEAに関するものである。米国特許第5,879,827号は
、本発明のハイブリッドMEAに用いるのに好ましいナノスコピック触媒粒子が
担持されたナノ構造素子に関するものである。
導性針状担体粒子に触媒材料を堆積させることと、次いで、この触媒担体粒子の
薄膜をイオン伝導性膜(ICM)表面に転写することとを含む。触媒は担体粒子
の外面に適用され、その触媒担体粒子の層の厚さは2μm、より好ましくは厚さ
1μm以内になるよう制限される。Pt粒子は、ICM表面に位置する、より大
きな非伝導性針形状担体粒子上に分散している。1つの実施態様において、Pt
触媒粒子は透過型電子顕微鏡写真では黒い点として観察され、その大きさは約5
nm未満と推定され、非伝導性担体粒子の小片や断片に付着している。この担体
粒子は、膜内部に埋まっているか、あるいは部分的に埋まっていてもよい。この
担体粒子は、ICM表面の好ましくは厚さ2μm未満の非常に薄い層に局在化し
ていることを除けば共通の空間特性を有する必要はない。触媒添加量(mg/c
m2単位)が一定である場合は、触媒電極の電気化学的活性には触媒の活性表面
積が直接関係する。一方、粒子が小さいほど表面積対体積比は高くなるため、表
面積は触媒粒子の数および大きさによって決まる。燃料電池の電極において高い
触媒活性を得るためには、触媒粒子の寸法は2〜10nmの範囲内であることが
望ましい。
布する直径2.5nmの粒子にPt触媒が0.025mg/cm2で分散してい
る場合、この表面領域における粒子の数密度は14×1017個/cm3となる
。これは、同程度の大きさの触媒粒子を典型的な炭素粒子上に担持した場合に見
られるであろう数密度よりも1桁高い。典型的な炭素粒子の占める体積ははるか
に大きく、通常は厚さが少なくとも10μmの層に適用される。
向上している。針状担体粒子は、触媒粒子の大きさを比較的小さくしたままで、
担持する触媒の重量分率をかなり高くすることができる。この点が、通常用いら
れる炭素粒子との違いである。例えば、マサチューセッツ州ナティック所在のイ
ーテク社(E−tek,Inc.)より燃料電池用に市販されている一般的な触
媒の場合、Vulcan XC−72カーボンブラック上のPtは10〜40重
量%である。80%を超える高い重量分率では触媒粒子が大きくなり、触媒の比
表面積が小さくなる。例えば、Vulcan XC−72カーボンブラック上の
80%のPtから構成される触媒粒子の平均粒度は25nmである(例えばイー
テク 1995カタログ参照)。他のデータを表1に示す。
005mg/cm2であり、少なくとも0.025mg/cm2の白金で被覆さ
れており、触媒は83.3重量%となる。透過型電子顕微鏡写真より、添加量が
83.3%であっても触媒粒子の大きさは依然として4nm程度であることが示
される。したがって、ナノ構造担体粒子は、従来の触媒担体とは対照的に、高い
表面積対体積比を有する所望の小さい粒子のままで、極めて高い担持重量%で触
媒を担持することができる。
媒粒子のままで極めて高い触媒担持重量分率が可能となる1つの要因である。こ
れは、1)触媒が担体粒子上に堆積すると触媒の核形成によって小さな別個の触
媒粒子になること、2)各素子表面上の別個の触媒粒子の密度、3)ナノ構造素
子が針形状であること、および4)単位面積当たりの素子数が多いことによる。
も好ましくはC.I.PIGMENT RED 149(ペリレンレッド)]の
ウイスカーを含んでもよい。ウイスカー結晶の横断面は完全に同一ではないが実
質的に揃っており、長さ対幅の比が高い。ナノ構造ウイスカーに、多数の触媒部
位として作用することができる微細なナノスコピック表面構造を付与するような
触媒作用に好適な材料を被覆する。
触媒は、通常、塩化白金酸を還元し、炭素担体粒子に担持させる方法等の湿式化
学法によって調製される。この従来の形態の触媒を、イオノマーバインダー、溶
媒、および多くの場合ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)粒子と共に分散
させることによってインク、ペースト、または分散液を形成し、これを膜または
電極裏打ち材料に塗布する。炭素担体粒子は機械的支持体となるだけでなく電極
層内部に必要な電気伝導性を付与すると従来技術において一般に考えられている
。
することによって、担体粒子を用いることなく触媒金属粒子を電解質中に分布さ
せる。次いで、この固体ポリマー電解質を電極裏打ち層上にキャスト成型し、触
媒電極を形成する。
電解質およびTeflonTMを含む溶液と直接混合し、電極裏打ち層に塗工す
る。しかし、この微粒子をいかに細かくできるかということと、分散液の安定性
とが制約となるため、この手法では触媒の添加量が非常に高くなり、したがって
高価になる。
造素子を含んでもよい。このために、イオノマーバインダー、溶媒、および多く
の場合ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)粒子を含んでもよい懸濁液中に
ナノ構造素子を分散させてもよく、それによって形成されるインク、ペースト、
または分散液を膜または電極裏打ち材料に塗布する。ナノ構造素子を基材から分
離し、空気、水、その他の溶媒等の流体ジェット、スクレーピング、超音波振動
、冷凍破砕等の任意の好適な方法で懸濁させてもよい。
は、ナノ構造触媒層と分散触媒層とを交互に組み合わせたものであってもよい。
2)、より好ましくは約25μm以下のより薄いポリマー電解質膜を使用するこ
とで一層明確になることがわかった。好ましくはMEAに組み込む前に厚みを減
らすよう膜を延伸する。1つの好ましい実施態様において、NafionTM
112膜を一軸方向または二軸方向に延伸し、厚みを約半分に減らす。
ッテリー、気体センサー、蒸気センサー、液体センサー等の電気化学素子に有用
である。
実施例に引用する特定の材料およびその量は、他の条件および詳細と同様、本発
明を不当に限定するものではない。
用されている他の特許に記載されている方法に従いナノ構造触媒担体を作製した
。米国特許第4,812,352号および5,039,561号に記載の技法を
用い、有機顔料C.I.Pigment Red 149、すなわちN,N’−
ジ(3,5−キシリル)ペリレン−3,4:9,10−ビス(ジカルボキシイミ
ド)の熱蒸発および真空焼鈍によってナノ構造ペリレンレッド[PR149、ニ
ュージャージー州サマーセット所在のアメリカンヘキスト社(American Hoechst Corp.)]薄膜をポリイミド基材上に作製した。成膜お
よび焼鈍により高度に配向した結晶構造が形成された。この結晶はアスペクト比
が高く、その長さは約0.5〜2μmの間で、幅は約0.03〜0.05μmの
間で、面積当たりの数密度は約30ウイスカー/μm2に調節可能であり、ポリ
イミド基材に対し実質的に垂直に配向していた。このミクロ構造触媒担体は、金
属触媒を被覆しなければ非伝導性であり、ICMに圧縮するとポリイミド基材か
ら簡単に分離する。電子線蒸着により触媒材料をウイスカー表面に被覆した。
ポリイミドに支持されたナノ構造薄膜層の試料を約1μgの精度があるデジタル
天秤を用いて秤量した。次いでティッシュペーパーまたは亜麻布を用いてポリイ
ミド基材のナノ構造層を拭き取り、基材を再び秤量した。ナノ構造触媒担体の好
ましい特性はイオン交換膜に容易にかつ完全に転写させられることであるため、
布を用いた簡単な拭き取りで取り除くことも容易であった。Ptを含まない触媒
担体粒子の単位面積当たりの質量も同様の方法で測定した。
んだ。静的圧縮処理は、130℃の真空下、圧力160MPaで圧縮することに
よって、触媒を被覆したナノ構造素子をNafion膜に転写することから構成
された。ニップロール処理は、185℃、材料速度0.3m/分で0.75MP
aのロール圧を加え、触媒を被覆したナノ構造素子を膜に転写することから構成
された。
て求めた。分散触媒層の触媒の質量は、一定の領域にインクを被覆した後に簡単
な重量測定法を用いて測定した。触媒を施す基材を秤量し、触媒を適用し、触媒
を施した基材を乾燥して再度秤量した。付着物の総量にインクの不揮発成分中の
Ptの重量分率を乗じ、付着したPtの重量を計算した。触媒の添加量は、被覆
された表面積で触媒の質量を除することにより計算した。
ノ構造電極層の触媒の電気化学的表面積/体積比(cm2/mm3)を求めた(
試験用ウイスカーは実施例に示すものよりも短く、したがって実施例の方が密度
が高くなるであろう)。実験手順に用いるナノ構造を有する試料は、研磨パッド
上で、減摩剤である水と共に粒度0.5μmのアルミナを用いて研磨された金基
材上に作製した。金を選択した理由は、調査対象となる電位窓では電気化学的活
性がないこと、不活性なこと、およびバックグラウンド電流が小さいことである
。ペリレンレッドを50nm成膜した後、240〜245℃のオーブンで焼鈍す
ることにより、上述したようにペリレンレッドウイスカーを基材上に成長させた
。これを真空蒸着にて様々な量のPtで覆い、作用電極を形成した。
い、脱気した1.0MのH2SO4を電解質としてPAR263ボルタンメトリ
ー分析装置を用いて実験データを記録した。電極の電気化学的前処理には電極の
サイクリング:25mV/sで−0.24V/SCEから1.26V/SCEの
間を10サイクル、開始電位0.5V/SCE、次いで、25mV/sで−0.
44V/SCEから1.66V/SCEの間を10サイクル、開始電位0.5V
/SCE、次いで、同様に25mV/sで−0.24V/SCEから0.5V/
SCEの間を10サイクル、が含まれ、最終サイクルを記録した。測定中にノイ
ズレベルが影響しないよう、電気化学電池全体をファラデーケージで囲んだ。
に利用可能な表面を測定した。水素がPt表面に吸着することと、その過程でP
tの面積1cm2当たり220μCの電荷が授受されることは周知である。水素
の吸着/脱着ピークを積分することにより実表面積の幾何学的表面積に対する因
子を計算することができる。電荷積分に用いたボルタモグラムの領域は−0.2
〜0.1V/SCEであり、バックグラウンドは補正した。1.0MのH2SO 4 電解質中ではPt上に電気化学が生じないと考えられる0.1〜0.4V/S
CE電位窓を基準として、荷電電流および系に存在する任意の不純物から主に構
成されるベースラインを推定した。さらに、ボルタンメトリー掃引中に授受され
た電荷の値を負方向および正方向の走査全体で平均した。
cm2である場合に得られる電気化学的表面積の値は8.2m2/gであった。
Ptの添加量が0.2mg/cm2の場合は、平面電極領域1cm2当たりの電
気化学的に活性な触媒表面16.4cm2に相当する。Ptが0.2mg/cm 2 の場合、膜上に堆積したナノ構造触媒の厚さは0.2〜0.5μm(例えば米
国特許第5,879,828号参照)であるから、この触媒の電気化学的表面対
体積比は300〜800cm2/mm3となる。以下の実施例で用いるナノ構造
素子はこれよりも長いため、表面積は幾分高くなるであろう。
のイーテク社より入手可能な厚さ430μmのELATTMガス拡散電極上に触
媒層を塗工して作製されたものである。インク作製には、触媒を施した炭素とし
て、マサチューセッツ州ナティック所在のイーテク社より入手した30%Pt/
Cを用いた。触媒の組成は、5%(w/o)のNafionTM1000の低級
アルコール溶液[デラウエア州ウイルミントン所在のデュポンケミカルズ(Du
Pont Chemicals)]を670mg、30%Pt/Cを67mg、
およびグリセリンを75mgとした。結果として得られる塗布量が、電極の平面
領域1cm2当たりのPtが183〜266μgとなるように簡単な刷毛塗り法
によって触媒を塗布した。
コスト電極(Low Cost Electrodes for Proton
Exchange Membrane Fuel Cells)」(J,El
ectrochem.Soc.第144巻第11号、1997年11月)におけ
る作製で3848頁の表Iおよび3851頁に報告された表面積および厚さのデ
ータを用いて触媒の単位体積当たりの電気化学的表面積を計算した。
ーセッツ州ウォバーン所在のエレクトロケム社(ElectroChem,In
c.)およびウイスコンシン州ミルウオーキー所在のアルドリッチケミカル社(
Aldrich Chemical Co.,Inc.)より入手可能]を用い
た。使用前の前処理として、NafionTM膜を順に、a)沸騰水中に1時間
、b)沸騰H2O2(3%)中に1時間、c)沸騰超純水中に1時間、d)沸騰
H2SO4(0.5M)中に1時間、e)沸騰超高純度脱イオン水中に1時間浸
漬した。次いで、膜を使用するまで超高純度脱イオン水中に保管した。MEAを
形成する前に膜を清潔な亜麻布数層の間に敷いて30℃で10〜20分間乾燥し
た。次いでこの膜を、4×4の延伸ヘッドを備えたFilm Stretche
r[ニュージャージー州サマービル所在のT.M.ロング社(T.M.Long
Co.,Inc.)]を用いて延伸した。これによって膜の厚みを50μmか
ら約25μmに減らした。
、および4のMEAは比較用であり、No.2が本発明を例示するものである。
mのナノ構造素子を施したポリイミド基材の5cm2の正方形片2枚(1枚はア
ノード用、もう1枚はカソード用)を、上述のように作製した7.6cm×7.
6cmのNafionTM膜の両面の中央に配置した。厚さ50μm、7.6c
m×7.6cmのポリイミドシートを、触媒で被覆された基材/Nafion/
触媒で被覆された基材のサンドイッチ構造の両面に配置した。次いでこの集合体
を、2枚のスチールシムプレートの間に配置し、Carver実験室用圧縮機[
インディアナ州ワバシュ所在のカーバー社(Carver Inc.)]を用い
て130℃の低真空下で圧力160MPaで圧縮した。最大圧力を加える直前に
低真空(約2Torr未満)にして積層体から空気を一部除去した。次いで最初
の5cm2のポリイミド基材を剥がすとNafion膜に付着した触媒が残った
。5層MEAを作製するために上記3層MEAを厚さ0.28cm(0.011
”)のTorayGDE型電極裏打ち材料で覆った。TorayGDE型電極裏
打ち材料は、刷毛で均一にグリセリンを塗ってから付着させた。次いでこの集合
体を、TeflonTM被覆を有し、触媒領域に一致するようにそれぞれ5cm 2 の正方形の穴が切り取られた厚さ200μmの2枚のガラス繊維ガスケット[
コネチカット州ニューヘブン所在のザフューロン社CHRディビジョン(The
Furon Co.,CHR Division)]間に配置した。次いで、
厚さ50μm、7.6cm×7.6cmのポリイミドシートを両面に配置した。
次いでこの集合体を2枚のスチールシムプレートの間に配置し、Carver実
験室用圧縮機(インディアナ州ワバシュ所在のカーバー社)を用いて130℃の
低真空下で圧力2.8MPaで圧縮した。最大圧力を加える直前に低真空(約2
Torr未満)にして積層体から空気を一部除去した。次いでポリイミドシート
を剥がすと、両電極面にナノ構造素子を有する5層MEAが残った。
下のように作製した。5cm2の活性領域を有する2層MEAを静的圧縮法によ
って作製するため、ナノ構造素子が施されたポリイミド基材の5cm2の正方形
片を1枚、7.6cm×7.6cmの延伸Nafion膜の片面の中央に配置し
た。厚さ50μm、7.6cm×7.6cmのポリイミドシートを、触媒で被覆
された基材/Nafionの2層構造の両面に配置した。次いでこの集合体を2
枚のスチールシムプレートの間に配置し、Carver実験室用圧縮機(インデ
ィアナ州ワバシュ所在のカーバー社)を用いて130℃の低真空下で圧力160
MPaで圧縮した。最大圧力を加える直前に低真空(約2Torr未満)にして
積層体から空気を一部除去した。次いで最初の5cm2ポリイミド基材を剥がす
と、Nafion膜の片面(アノード側)に付着した触媒が残った。この2層M
EAを厚さ0.28cm(0.011”)のTorayGDE型電極裏打ち材料
(JM)で覆った。次いでこの集合体を、TeflonTM被覆を有し、触媒領
域に一致するようにそれぞれ5cm2の正方形の穴が切り取られた厚さ200μ
mの2枚のガラス繊維ガスケット(コネチカット州ニューヘブン所在のザフュー
ロン社CHRディビジョン)の間に配置した。アノード側のTorayGDE型
電極裏打ち材料はグリセリンで湿らせてから2層MEAのナノ構造触媒表面に付
着させた。カソード側のTorayGDE型電極裏打ち材料には、30%Pt/
C(マサチューセッツ州ナティック所在のイーテク社)を8重量%、Nafio
nTM1000を4重量%、グリセリンを9重量%、水/イソプロパノール混合
物を79重量%から構成されるインクを、厚さが10μm、Pt添加量が0.3
mg/cm2となるよう刷毛で塗工し、60℃で10分間真空乾燥してから膜側
に付着させた。両面に厚さ50μm、7.6cm×7.6cmのポリイミドシー
トを配置した。次いでこの集合体を2枚のスチールシムプレートの間に配置し、
Carver実験室用圧縮機(インディアナ州ワバシュ所在のカーバー社)を用
いて130℃の低真空下で圧力2.8MPaで圧縮した。最大圧力を加える直前
に低真空(約2Torr未満)にして積層体から空気を一部除去した。次いでポ
リイミドシートを剥がすと、ナノ構造素子を一方の電極面に、分散触媒を他方の
面に有する5層MEAが残った。
型電極裏打ち材料(275μm)に、30%Pt/C(マサチューセッツ州ナテ
ィック所在のイーテク社)を8重量%、NafionTM1000を4重量%、
グリセリンを9重量%、水/イソプロパノール混合物を79重量%から構成され
るインクを、厚さが10μm、Pt添加量が0.3mg/cm2となるよう刷毛
で塗工した後、60℃の真空下で10分間乾燥し、触媒被覆を有するGDEを形
成した。次いで、集合体を、TeflonTM被覆を有し、触媒領域に一致する
ようにそれぞれ5cm2の穴が切り取られた厚さ200μmの2枚のガラス繊維
ガスケット(コネチカット州ニューヘブン所在のザフューロン社CHRディビジ
ョン)間に配置した。両面に厚さ50μm、7.6cm×7.6cmのポリイミ
ドシートを配置した。次いでこの集合体を2枚のスチールシムプレートの間に配
置し、Carver実験室用圧縮機(インディアナ州ワバシュ所在のカーバー社
)を用いて130℃の低真空下で圧力2.8MPaで圧縮した。最大圧力を加え
る直前に低真空(約2Torr未満)にして積層体から空気を一部除去した。ポ
リイミドシートを剥がすと、分散触媒を両電極面に有する5層MEAが残った。
体積比(cm2/mm3)の値、ならびにナノ構造および分散電極層の触媒層の
厚さの値を表IIIに示す。
キシコ州アルバカーキ所在のフュールセルテクノロジーズ社(Fuel Cel
l Technologies,Inc)]に搭載した。このテストステーショ
ンは、気体流、圧力、および湿度を制御するための別々のアノードおよびカソー
ド気体処理システムと共に、調節可能な電子負荷を含む。電子負荷および気体流
はコンピュータ制御される。
0.1MPa、アノード気体流速100標準cc/分、アノード加湿温度65℃
、カソード気体圧0.1MPa、カソード流速300標準cc/分、カソード加
湿温度65℃、にて燃料電池の分極曲線を得た。カソード気体ストリームの加湿
は、上述の温度に維持した散布瓶内に気体を通すことによって実施した。アノー
ド気体ストリームの加湿は、上述の温度に加熱した管にHPLCポンプを用いて
水を0.05cc/分で送出することによって実施した。各燃料電池を水素およ
び空気流中65℃で作動状態にした。24時間作動させた後、試験プロトコルを
開始し、以下の変数:アノードの圧力、アノードの流れ、カソードの圧力、カソ
ードの流れ、および電池温度、を測定した。
造アノードおよび分散カソードを有するハイブリッドMEAであるNo.2のM
EAの性能が極めて高いことを示す。より詳細には、電流密度/電圧曲線のどの
部分をとってもNo.2のMEAの方が電力出力が高い。
アノードおよび分散カソードを有するものとした。MEA No.6は、ナノ構
造アノードおよび勾配カソードを有するものとした。勾配カソードは、ナノ構造
カソードに分散カソード層を重ねることにより密度に勾配のある複合カソード層
を形成したものである。
ーテク社より入手可能な厚さ430μmのELATTMガス拡散電極上に触媒層
を塗工することによって形成した。インクは、30%Pt/C(マサチューセッ
ツ州ナティック所在のイーテク社)を8重量%、NafionTM1000を4
重量%、グリセリンを9重量%、水/イソプロパノール混合物を79重量%から
構成されるものとした。インクを簡単な刷毛塗り法によって塗布した。Ptの塗
布量は、電極の平面領域1cm2当たり183〜266μgとなった。
法は、触媒被覆を有するナノ構造素子を延伸Nafion 112膜に転写する
ことから構成された。ニップローラーとして、0.75MPaで加圧された直径
7.5cmの円柱を用いた。このローラーを185℃に加熱した。材料速度は0
.3m/分とした。MEAに応じて片面または両面転写を用いた。
ル法にて50cm2の活性領域を有する2層MEAを作製した。上述のように作
製した10cm×10cmのNafionTM膜の片面の中央部に、アノード用
として、ナノ構造素子を施したポリイミド基材の50cm2の正方形片を1枚配
置した。触媒で被覆された基材/Nafionのサンドイッチ構造の両面に、厚
さ50μmの10cm×10cmのポリイミドシートを配置した。次いでこの集
合体を、これより大きな2枚のポリイミド片の間に配置し、ローラー間を通過さ
せた。次いで最初の50cm2のポリイミド基材を剥がすと、Nafion膜の
片面に付着した触媒が残った。
AT電極裏打ち材料で覆った。付着させる前に、ELAT電極裏打ち材料をNa
fion 1000/グリセリン溶液(5%Nafion 1000溶液および
グリセリンを同量づつ混合することにより調製)で湿らせておいた。得られた拡
散体のNafionの付着量は31.2μg/cm2であった。2層MEAの触
媒が施されていない面に、触媒を施した(電極の平面領域1cm2当たりのPt
が183μg)7.1cm×7.1cmのELAT片を対面させた。次いでこの
集合体を、TeflonTM被覆を有し、それぞれ触媒領域に一致するように5
cm2の正方形の穴が切り取られた厚さ200μmの2枚のガラス繊維ガスケッ
ト(コネチカット州ニューヘブン所在のザフューロン社CHRディビジョン)の
間に配置した。次いで、厚さ50μmの10cm×10cmのポリイミドシート
を両面に配置した。次いでこの集合体を2枚のスチールシムプレートの間に配置
し、Carver実験室用圧縮機(インディアナ州ワバシュ所在のカーバー社)
を用いて135℃、2MPaで600秒間、次いで5MPaで30秒間圧縮した
。次いでポリイミドシートを取り除くと、ナノ構造素子を一方の電極面に、分散
した触媒を他方の面に有する5層MEAが残った。
m2の活性領域を有する3層MEAをニップロール法により作製した。ナノ構造
素子を施したポリイミド基材の50cm2の正方形片2枚(1枚はアノード用、
もう1枚はカソード用)を、上述のように作製した10cm×10cmNafi
onTM膜の両面の中央部に配置した。厚さ50μmの10cm×10cmのポ
リイミドシートを、触媒が被覆された基材/Nafion/触媒が被覆された基
材のサンドイッチ構造の両面に配置した。次いでこの集合体を、これより大きな
ポリイミド片2枚の間に配置し、ローラー間を通過させた。次いで最初の50c
m2のポリイミド基材を剥がすと、Nafion膜の表面に付着した触媒が残っ
た。
アノード触媒側を50cm2の厚さ430μmのELAT電極裏打ち材料片で覆
った。付着させる前に、ELAT電極裏打ち材料をNafion 1000/グ
リセリン溶液(5%Nafion 1000溶液およびグリセリンを同量づつ混
合することにより調製)を刷毛で塗って湿らせておいた。得られたNafion
の被覆重量は28.9μg/cm2であった。3層MEAの触媒を有するカソー
ド側に、触媒を施した(電極の平面領域1cm2当たりのPtが266μg)7
.1cm×7.1cmのELAT片を対面させた。次いでこの集合体を、Tef
lonTM被覆を有し、それぞれ触媒領域に一致するように5cm2の正方形の
穴が切り取られた厚さ200μmのガラス繊維ガスケット(コネチカット州ニュ
ーヘブン所在のザフューロン社CHRディビジョン)2枚の間に配置した。次い
で、厚さ50μmの10cm×10cmのポリイミドシートを両面に配置した。
次いでこの集合体を2枚のスチールシムプレートの間に配置し、Carver実
験室用圧縮機(インディアナ州ワバシュ所在のカーバー社)を用いて135℃、
2MPaで600秒間、次いで5MPaで30秒間圧縮した。次いでポリイミド
シートを剥がすと、ナノ構造素子を一方の電極面に、ナノ構造および分散した触
媒を他方の面に有する5層MEAが残った。
ステーション(ニューメキシコ州アルバカーキ所在のフュールセルテクノロジー
ズ社)に接続した。テストステーションは、気体流、圧力、および湿度を制御す
るための別々のアノードおよびカソード気体処理システムと共に、調節可能な電
子負荷を含む。電子負荷および気体流はコンピュータ制御される。
O2、アノード気体圧0.1MPa、アノード気体流速800標準cm3/分、
アノード水供給0.7〜1.0ml/分、カソード気体圧0.1MPa、カソー
ド流速400標準cm3/分、カソード水供給0.18ml/分、にて燃料電池
の分極曲線を得た。気体ストリームの加湿には蒸気注入器を用いた。
造アノードと勾配カソードとを有するハイブリッドMEAであるNo.6のME
Aの性能が幾分高いことを示す。
者にとって明らかであり、上述の例示的な実施態様は本発明を不当に限定するも
のではないことが理解されよう。
定した分極曲線のグラフである。
Claims (11)
- 【請求項1】 第1担体粒子に担持されている第1触媒材料を含むアノード
層と、第2担体粒子に担持されている第2触媒材料を含むカソード層とを有する
膜電極集合体(MEA)であって、前記アノード層中の前記第1触媒材料の平均
密度が1.0mg/mm3を超え、前記カソード層中の前記第2触媒材料の平均
密度が1.0mg/mm3未満である膜電極集合体(MEA)。 - 【請求項2】 第1触媒材料を含むアノード層と、第2触媒材料を含むカソ
ード層とを有する膜電極集合体(MEA)であって、前記アノード層中の前記第
1触媒材料の電気化学的表面積/体積比が200cm2/mm3を超え、前記カ
ソード層中の前記第2触媒材料の電気化学的表面積/体積比が200cm2/m
m3未満である膜電極集合体(MEA)。 - 【請求項3】 第1担体粒子に担持されている第1触媒材料を含むアノード
層と、第2担体粒子に担持されている第2触媒材料を含むカソード層とを有する
膜電極集合体(MEA)であって、前記第1担体粒子の平均アスペクト比が3を
超え、前記第2担体粒子の平均アスペクト比が3未満である膜電極集合体(ME
A)。 - 【請求項4】 前記アノード層中の前記第1触媒材料の電気化学的表面積/
体積比が200cm2/mm3を超え、前記カソード層中の前記第2触媒材料の
電気化学的表面積/体積比が200cm2/mm3未満である、請求項1または
3に記載の膜電極集合体(MEA)。 - 【請求項5】 前記第1担体粒子の平均アスペクト比が3を超え、前記第2
担体粒子の平均アスペクト比が3未満である、請求項1または2に記載の膜電極
集合体(MEA)。 - 【請求項6】 前記アノード層中の前記第1触媒材料の平均密度が1.0m
g/mm3を超え、前記カソード層中の前記第2触媒材料の平均密度が1.0m
g/mm3未満である、請求項2または3に記載の膜電極集合体(MEA)。 - 【請求項7】 前記アノード層中の前記第1触媒材料の平均密度が2.0m
g/mm3を超え、前記カソード層中の前記第2触媒材料の平均密度が0.5m
g/mm3未満である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の膜電極集合体(M
EA)。 - 【請求項8】 前記アノード層中の前記第1触媒材料の電気化学的表面積/
体積比が300cm2/mm3を超え、前記カソード層中の前記第2触媒材料の
電気化学的表面積/体積比が150cm2/mm3未満である、請求項1〜7の
いずれか1項に記載の膜電極集合体(MEA)。 - 【請求項9】 前記第1触媒材料がナノ構造素子を含む、請求項1〜8のい
ずれか1項に記載の膜電極集合体(MEA)。 - 【請求項10】 前記アノード層の厚さが1μm未満である、請求項1〜9
のいずれか1項に記載の膜電極集合体(MEA)。 - 【請求項11】 前記カソード層の厚さが5μmを超える、請求項1〜10
のいずれか1項に記載の膜電極集合体(MEA)。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/312,514 US6238534B1 (en) | 1999-05-14 | 1999-05-14 | Hybrid membrane electrode assembly |
US09/312,514 | 1999-05-14 | ||
PCT/US1999/028508 WO2000070700A1 (en) | 1999-05-14 | 1999-12-02 | Hybrid membrane electrode assemblies |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003500803A true JP2003500803A (ja) | 2003-01-07 |
JP2003500803A5 JP2003500803A5 (ja) | 2007-02-01 |
JP4896298B2 JP4896298B2 (ja) | 2012-03-14 |
Family
ID=23211803
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000619049A Expired - Lifetime JP4896298B2 (ja) | 1999-05-14 | 1999-12-02 | ハイブリッド膜電極集合体 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6238534B1 (ja) |
JP (1) | JP4896298B2 (ja) |
KR (1) | KR100781946B1 (ja) |
AU (1) | AU2162100A (ja) |
CA (1) | CA2372601A1 (ja) |
WO (1) | WO2000070700A1 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2006006607A1 (ja) * | 2004-07-13 | 2008-04-24 | 松下電器産業株式会社 | 高分子電解質型燃料電池 |
JP2009510675A (ja) * | 2005-09-26 | 2009-03-12 | ゴア エンタープライズ ホールディングス,インコーポレイティド | 固体高分子電解質およびその製造方法 |
JP2013515350A (ja) * | 2009-12-22 | 2013-05-02 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | ナノ構造触媒及び分散した触媒副層を有する燃料電池電極 |
Families Citing this family (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7098163B2 (en) * | 1998-08-27 | 2006-08-29 | Cabot Corporation | Method of producing membrane electrode assemblies for use in proton exchange membrane and direct methanol fuel cells |
JP2001035510A (ja) * | 1999-07-21 | 2001-02-09 | Asahi Glass Co Ltd | 固体高分子電解質型燃料電池 |
EP1249052B1 (en) * | 2000-01-18 | 2009-04-22 | Tel-Aviv University Future Technology Development L.P. | Fuels for non-alkaline fuel cells |
US6447943B1 (en) * | 2000-01-18 | 2002-09-10 | Ramot University Authority For Applied Research & Industrial Development Ltd. | Fuel cell with proton conducting membrane with a pore size less than 30 nm |
AU2001279308A1 (en) * | 2000-07-25 | 2002-02-05 | Apollo Energy Systems, Incorporated | Electrodes for alkaline fuel cells with circulating electrolyte |
WO2003015199A1 (en) * | 2000-10-27 | 2003-02-20 | Microcoating Technologies, Inc. | Fuel cell having improved catalytic layer |
US20020068213A1 (en) * | 2000-12-01 | 2002-06-06 | Honeywell International, Inc. Law Dept. Ab2 | Multiple layer electrode for improved performance |
US20040036394A1 (en) * | 2002-08-21 | 2004-02-26 | 3M Innovative Properties Company | Process for preparing multi-layer proton exchange membranes and membrane electrode assemblies |
US8652704B2 (en) * | 2004-06-30 | 2014-02-18 | Tdk Corporation | Direct alcohol fuel cell with cathode catalyst layer containing silver and method for producing the same |
US7790304B2 (en) | 2005-09-13 | 2010-09-07 | 3M Innovative Properties Company | Catalyst layers to enhance uniformity of current density in membrane electrode assemblies |
US7727358B2 (en) * | 2005-12-21 | 2010-06-01 | E.I. Du Pont De Nemours And Company | Pulp comprising polypyridobisimidazole and other polymers and methods of making same |
US8137750B2 (en) * | 2006-02-15 | 2012-03-20 | 3M Innovative Properties Company | Catalytically active gold supported on thermally treated nanoporous supports |
RU2386194C1 (ru) * | 2006-02-15 | 2010-04-10 | 3М Инновейтив Пропертиз Компани | Избирательное окисление окиси углерода относительно водорода с помощью каталитически активного золота |
US8252485B2 (en) * | 2007-03-13 | 2012-08-28 | Cabot Corporation | Electrocatalyst compositions and processes for making and using same |
US9287568B2 (en) | 2007-04-12 | 2016-03-15 | 3M Innovative Properties Company | High performance, high durability non-precious metal fuel cell catalysts |
US20080299431A1 (en) * | 2007-06-01 | 2008-12-04 | Cabot Corporation | Membrane electrode assembly for fuel cell |
KR100957302B1 (ko) * | 2007-09-07 | 2010-05-12 | 현대자동차주식회사 | 연료전지용 막-전극 접합체의 제조방법 |
JP5196988B2 (ja) | 2007-12-21 | 2013-05-15 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | インク組成物、その製造方法、そのインク組成物を用いて形成した電極触媒層及びこれらの用途 |
US20100035124A1 (en) * | 2008-08-11 | 2010-02-11 | Gm Clobal Technology Operations, Inc. | Hybrid particle and core-shell electrode structure |
US8507152B2 (en) * | 2009-05-14 | 2013-08-13 | GM Global Technology Operations LLC | Fabrication of electrodes with multiple nanostructured thin catalytic layers |
US8802329B2 (en) * | 2009-05-14 | 2014-08-12 | GM Global Technology Operations LLC | Electrode containing nanostructured thin catalytic layers and method of making |
US8481231B2 (en) * | 2009-05-14 | 2013-07-09 | GM Global Technology Operations LLC | Preparation of nanostructured thin catalytic layer-based electrode ink |
US8512908B2 (en) * | 2009-05-14 | 2013-08-20 | GM Global Technology Operations LLC | Fabrication of catalyst coated diffusion media layers containing nanostructured thin catalytic layers |
US8445164B2 (en) * | 2010-05-27 | 2013-05-21 | GM Global Technology Operations LLC | Electrode containing nanostructured thin catalytic layers and method of making |
US11545674B2 (en) | 2017-10-31 | 2023-01-03 | Toppan Printing Co., Ltd. | Electrode catalyst layer and polymer electrolyte fuel cell |
WO2020065482A1 (en) | 2018-09-28 | 2020-04-02 | 3M Innovative Properties Company | Hydrogen fueling system |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5039561A (en) | 1986-08-25 | 1991-08-13 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Method for preparing an article having surface layer of uniformly oriented, crystalline, organic microstructures |
US4812352A (en) | 1986-08-25 | 1989-03-14 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Article having surface layer of uniformly oriented, crystalline, organic microstructures |
US5176786A (en) | 1988-07-13 | 1993-01-05 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Organic thin film controlled molecular epitaxy |
US5238729A (en) | 1991-04-05 | 1993-08-24 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Sensors based on nanosstructured composite films |
US5336558A (en) | 1991-06-24 | 1994-08-09 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Composite article comprising oriented microstructures |
US5338430A (en) | 1992-12-23 | 1994-08-16 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Nanostructured electrode membranes |
DE19544323A1 (de) * | 1995-11-28 | 1997-06-05 | Magnet Motor Gmbh | Gasdiffusionselektrode für Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen |
US5879828A (en) | 1997-10-10 | 1999-03-09 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Membrane electrode assembly |
US5879827A (en) | 1997-10-10 | 1999-03-09 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Catalyst for membrane electrode assembly and method of making |
US6277513B1 (en) * | 1999-04-12 | 2001-08-21 | General Motors Corporation | Layered electrode for electrochemical cells |
-
1999
- 1999-05-14 US US09/312,514 patent/US6238534B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-12-02 JP JP2000619049A patent/JP4896298B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1999-12-02 WO PCT/US1999/028508 patent/WO2000070700A1/en active Application Filing
- 1999-12-02 AU AU21621/00A patent/AU2162100A/en not_active Abandoned
- 1999-12-02 KR KR1020017014524A patent/KR100781946B1/ko active IP Right Grant
- 1999-12-02 CA CA002372601A patent/CA2372601A1/en not_active Abandoned
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2006006607A1 (ja) * | 2004-07-13 | 2008-04-24 | 松下電器産業株式会社 | 高分子電解質型燃料電池 |
JP5022707B2 (ja) * | 2004-07-13 | 2012-09-12 | パナソニック株式会社 | 固体高分子電解質型燃料電池 |
JP2009510675A (ja) * | 2005-09-26 | 2009-03-12 | ゴア エンタープライズ ホールディングス,インコーポレイティド | 固体高分子電解質およびその製造方法 |
JP2014139939A (ja) * | 2005-09-26 | 2014-07-31 | Gore Enterprise Holdings Inc | 固体高分子電解質およびその製造方法 |
KR101669236B1 (ko) | 2005-09-26 | 2016-10-25 | 더블유.엘. 고어 앤드 어소시에이트스, 인코포레이티드 | 고체 고분자 전해질 및 그의 제조 방법 |
JP2017054819A (ja) * | 2005-09-26 | 2017-03-16 | ダブリュ.エル.ゴア アンド アソシエイツ,インコーポレイティドW.L. Gore & Associates, Incorporated | 固体高分子電解質およびその製造方法 |
US9847533B2 (en) | 2005-09-26 | 2017-12-19 | W.L. Gore & Associates, Inc. | Solid polymer electrolyte and process for making same |
JP2013515350A (ja) * | 2009-12-22 | 2013-05-02 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | ナノ構造触媒及び分散した触媒副層を有する燃料電池電極 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4896298B2 (ja) | 2012-03-14 |
KR20020009612A (ko) | 2002-02-01 |
KR100781946B1 (ko) | 2007-12-05 |
WO2000070700A1 (en) | 2000-11-23 |
AU2162100A (en) | 2000-12-05 |
CA2372601A1 (en) | 2000-11-23 |
US6238534B1 (en) | 2001-05-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2003500803A (ja) | ハイブリッド膜電極集合体 | |
AU2010241865B2 (en) | Single wall carbon nanotube based air cathodes | |
KR101367357B1 (ko) | 구배 다공도 및 촉매 밀도를 갖는 연료 전지용 촉매 전극 | |
JP3411897B2 (ja) | 固体高分子型燃料電池の活性固体高分子電解質膜 | |
Mikhaylova et al. | Single-walled carbon nanotubes and their composites with polyaniline. Structure, catalytic and capacitive properties as applied to fuel cells and supercapacitors | |
EP2172999B1 (en) | Membrane electrode assembly and solid polymer electrolyte fuel cell | |
JP6927870B2 (ja) | 燃料電池用電極触媒 | |
JPH09199138A (ja) | 燃料電池用の電極または電極・電解質膜接合体の製造方法および燃料電池用の電極 | |
RU2414772C2 (ru) | Структуры для газодиффузионных электродов | |
US20020022083A1 (en) | Screen-printing paste and screen-printing method of fabricating a gas diffusion electrode | |
JP2002543578A (ja) | 無定形フロロポリマ−の電気化学的使用 | |
JP2020528199A (ja) | 多機能電極添加剤 | |
Wan et al. | Preparation and performance of novel MEA with multi catalyst layer structure for PEFC by magnetron sputter deposition technique | |
JP2005510631A (ja) | 燃料電池ディフューザー/集電器のための電気泳動的に付着された親水性コーティング | |
JP4919953B2 (ja) | ガス拡散媒体上に貴金属コーティングを形成するための方法、ガス拡散電極、及び電極アセンブリー | |
JP2003109606A (ja) | 高分子電解質型燃料電池とその製造方法 | |
JP2008503038A5 (ja) | ガス拡散媒体上に貴金属コーティングを形成するための方法、ガス拡散電極、及び電極アセンブリー | |
JP2002015745A (ja) | 固体高分子型燃料電池 | |
JPH0248632B2 (ja) | ||
JP2005510844A (ja) | 燃料電池ガス拡散層コーティング方法および処理物品 | |
JP6160591B2 (ja) | 触媒電極層、膜電極接合体、および、燃料電池 | |
JP6819688B2 (ja) | 膜−電極接合体の製造方法、これから製造された膜−電極接合体およびこれを含む燃料電池 | |
WO2021084935A1 (ja) | 水電解用の触媒担持多孔質基体、水電解用電極、気体拡散層、水電解用スタックセル、及び、水電解用セルモジュール | |
Hamoudi et al. | Binderless nanothin catalyst layers for next generation of micro-fuel cells: concept, fabrication, results and prospective | |
JPH09120827A (ja) | 固体高分子電解質型燃料電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061130 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061130 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100810 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101101 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101207 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110216 |
|
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: 20111220 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111221 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4896298 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150106 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |