JP2005063780A - Electrolyte membrane. electrolyte membrane complex, manufacturing method of electrolyte membrane complex, electrolyte membrane/electrode assembly for fuel cell, manufacturing method of electrolyte membrane/electrode assembly for fuel cell, and fuel cell - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電解質膜、電解質膜複合体、電解質膜複合体の製造方法、燃料電池用電解質膜・電極アセンブリー(MEA)、燃料電池用電解質膜・電極アセンブリー(MEA)の製造方法、及び燃料電池に関する。詳細には、固体高分子電解質膜型燃料電池(PEFC)の電解質膜及び電極に関する。 The present invention relates to an electrolyte membrane, an electrolyte membrane composite, a method of manufacturing an electrolyte membrane composite, an electrolyte membrane / electrode assembly (MEA) for a fuel cell, a method of manufacturing an electrolyte membrane / electrode assembly (MEA) for a fuel cell, and a fuel cell. About. Specifically, the present invention relates to an electrolyte membrane and an electrode of a solid polymer electrolyte membrane fuel cell (PEFC).
従来、固体高分子型燃料電池の電極形成は、電解質膜に直接液状電極インクを塗布し乾燥させて電極を形成する方法、フッ素系フィルムやポリエステル系フィルムに離型処理を行ったものに液状電極インクを塗布し乾燥させた後、前記電解質膜に加熱、加圧転写して電極を形成させる方法、一般的にカーボンペーパーと呼ばれるガス拡散層の片面に液状電極インクを乾燥させて前記電解質膜あるいは所望する厚みに予め電極を形成させた電解質膜に熱圧着させる方法等がある(例えば、特許文献1参照。)。一方、将来のトータル的VOC対応として液状電極インクのかわりに触媒の白金等を担持したカーボンと電解質溶液の混合体からなる粉末状電極材料を電解質膜などに塗布する方法が試みられている。 Conventionally, the electrode formation of a polymer electrolyte fuel cell is carried out by applying a liquid electrode ink directly on an electrolyte membrane and drying it to form an electrode, or by applying a release treatment to a fluorine-based film or a polyester-based film. After the ink is applied and dried, the electrode is formed by heating and pressurizing and transferring to the electrolyte membrane, generally the liquid electrode ink is dried on one side of a gas diffusion layer called carbon paper, and the electrolyte membrane or There is a method of thermocompression bonding to an electrolyte membrane in which an electrode is formed in advance in a desired thickness (for example, see Patent Document 1). On the other hand, a method of applying a powdered electrode material made of a mixture of a carbon carrying a catalyst platinum or the like and an electrolyte solution instead of a liquid electrode ink to an electrolyte membrane or the like has been attempted as a measure for future total VOC.
燃料電池用電解質膜・電極アセンブリーを作成する方法として、電解質膜に直接液状電極インクを塗布する方法がある。この方法は、塗膜にクラックやピンホールが発生しないように、電解質膜に直接液状電極インクを塗布した場合には、密着性、性能の面と工程を少なくできるためコストを低減できることから良いとされている。
しかしながら、電解質膜に直接液状電極インクを塗布する場合、大きくわけて次の2つの問題があった。
As a method for producing an electrolyte membrane / electrode assembly for a fuel cell, there is a method in which liquid electrode ink is directly applied to the electrolyte membrane. This method is good because when the liquid electrode ink is applied directly to the electrolyte membrane so that cracks and pinholes do not occur in the coating film, the cost and cost can be reduced because the adhesion and performance aspects and processes can be reduced. Has been.
However, when the liquid electrode ink is directly applied to the electrolyte membrane, there are the following two problems.
第一の問題は、電解質膜が、液状電極インクの溶媒である水やアルコール系溶剤、又は、空気中の湿気と接触することで瞬間的に湿潤あるいは膨潤し、そのままの状態で電解質膜を放置するとすぐ原型をとどめないぐらい変形することである。 The first problem is that the electrolyte membrane instantaneously wets or swells when it comes into contact with water or alcohol solvent, which is the solvent of the liquid electrode ink, or moisture in the air, and the electrolyte membrane is left as it is. Then, it will be deformed as soon as it does not stop the prototype.
第二の問題は、電解質膜に塗布すべき液状電極インクのウェット膜厚が大きいということである。液状電極インク中に含まれる固形分は、約5〜15パーセントである。燃料電池用電解質膜・電極アセンブリーの乾燥重量は、白金などの触媒の含有量によっても異なるが、約0.5〜6mg/cm2の範囲が一般的であり、更に、多くは、約0.8〜3mg/cm2の範囲である。これらから液状電極インクのウェット膜厚を換算すると、電極インクは、おおよそ50〜600μmのウェット膜厚を有している。一般的な塗装作業であっても、このように大きなウェット膜厚を有する塗料を基体上に塗布する場合には、垂れ、クラック、火脹れ現象のブリスター、マイクロバブルなどの泡の集合体であってピンホールを伴うワキ現象などを除去することは大変な作業となる。 The second problem is that the wet film thickness of the liquid electrode ink to be applied to the electrolyte membrane is large. The solid content contained in the liquid electrode ink is about 5 to 15 percent. The dry weight of the electrolyte membrane / electrode assembly for a fuel cell varies depending on the content of a catalyst such as platinum, but is generally in the range of about 0.5 to 6 mg / cm 2 , and more often about 0. it is in the range of 8~3mg / cm 2. When the wet film thickness of the liquid electrode ink is converted from these, the electrode ink has a wet film thickness of approximately 50 to 600 μm. Even in a general painting operation, when a paint having such a large wet film thickness is applied on a substrate, it is a collection of bubbles such as dripping, cracking, blistering of a blistering phenomenon, and microbubbles. Therefore, removing the armpit phenomenon accompanied by pinholes is a difficult task.
上記問題を解決するための対策としては、電極インクが電解質膜に到達するまでの間に電極インクの濃度を上げること、すなわち、電極インクが電解質膜に到達するまでの間にできるだけ多くの溶媒を電極インクから揮発させることである。そのためには、従来の液膜塗布の代表格であるロールコート、スロットノズルによるダイコート、カーテンコート、スクリーン印刷などの工法を使用するのではなく、電極インクを液滴しかもできるだけ微細な粒子にして大気との接触を多くしつつ塗布するスプレイ工法を選択することが重要である。ところが、スプレイ工法は、液体を粒子化して塗布するので、粒子が飛散しやすく、所望するシャープな輪郭をもった電極パターンを形成することは不可能であった。そこで、マスキング部材の使用は絶対条件であった。 As a measure for solving the above problem, the concentration of the electrode ink is increased before the electrode ink reaches the electrolyte membrane, that is, as much solvent as possible is required until the electrode ink reaches the electrolyte membrane. Volatilization from electrode ink. For this purpose, instead of using conventional methods such as roll coating, die coating with slot nozzles, curtain coating, and screen printing, which are typical examples of liquid film coating, the electrode ink is made into droplets and as fine particles as possible in the atmosphere. It is important to select a spray method that is applied while increasing contact with the substrate. However, in the spray method, since the liquid is applied in the form of particles, the particles are likely to scatter and it is impossible to form an electrode pattern having a desired sharp outline. Therefore, the use of the masking member was an absolute condition.
例えば、特許文献2、特許文献3、及び特許文献4に記載されている方法を用いれば、一般塗装分野では自動マスキング方法として簡便ではあるが、電極インクの塗布ではライン上でマスキング部材に付着し乾燥した電極インクを溶媒でもって除去する必要が生じ、触媒ゆえに熱をもつと発火や、溶媒と接触すると引火の危険があった。これらの作業で生じた電極インクを含んだ多量の廃液やウエスなどは、触媒メーカーなどに送られ白金の再利用がおこなわれる。不必要な洗浄溶媒が使用され溶媒コストがかかるほか、作業終了後、作業者がマスキング部材を清掃するコストも発生していた。溶媒は危険物扱いのため、また、触媒は、上記のような課題を抱えているため輸送手段にもコストがかかる。
また、電解質膜に電極インク又は/及び粉末状の電極材料をスプレイ塗布する場合には、マスキング部材が浮いてマスキング部材と電解質膜との間の隙間に電極インク又は/及び粉末状の電極材料が染み込んでしまうという問題もある。このような場合には、所望のパターンの電極を正確に形成することができないという問題を生じる。
For example, if the methods described in Patent Document 2, Patent Document 3 and Patent Document 4 are used, it is simple as an automatic masking method in the general coating field, but in the application of electrode ink, it adheres to the masking member on the line. It was necessary to remove the dried electrode ink with a solvent. Because of the catalyst, there was a danger of ignition when heated and contact with the solvent. A large amount of waste liquid or waste containing electrode ink generated in these operations is sent to a catalyst manufacturer or the like, and platinum is reused. Unnecessary cleaning solvent is used and the solvent cost is high, and the cost for the operator to clean the masking member after the operation is also generated. Since the solvent is handled as a dangerous substance and the catalyst has the above-mentioned problems, the transportation means is also expensive.
When spraying electrode ink or / and powdered electrode material on the electrolyte membrane, the masking member floats and the electrode ink or / and powdered electrode material is placed in the gap between the masking member and the electrolyte membrane. There is also the problem of being soaked. In such a case, there arises a problem that an electrode having a desired pattern cannot be formed accurately.
本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、所望するパターンの電極を高品質のもと、高効率の生産性をもって製造するための電解質膜、電解質膜複合体、電解質膜複合体の製造方法、燃料電池用電解質膜・電極アセンブリー、燃料電池用電解質膜・電極アセンブリーの製造方法、及び燃料電池を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems. An electrolyte membrane, an electrolyte membrane composite, and an electrolyte membrane composite for manufacturing an electrode having a desired pattern with high quality and high productivity. It is an object to provide a manufacturing method, an electrolyte membrane / electrode assembly for a fuel cell, a manufacturing method of an electrolyte membrane / electrode assembly for a fuel cell, and a fuel cell.
前述した課題を解決する為に本発明では次のような電解質膜とした。
すなわち、電極を付与する前の燃料電池用電解質膜の少なくとも片面に所望する電極形状にくりぬかれた穴を有するマスキング部材を積層した電解質膜とした。
このような構成とすることにより、電解質膜とマスキング部材との間に隙間ができず、所望の形状の電極を精度よく形成することができる。
また、マスキング部材を別に塗布装置に装填する必要がなくなり、本発明による電解質膜を塗布装置に装填するだけで、所望する形状(パターン)の電極を精度よく製造することができる。
さらに、本発明によれば、マスキング部材に付着し乾燥した電極インクは、マスキング部材と一緒に巻き取られるので、巻き取ったマスキング部材を、触媒メーカーに輸送して白金の再利用が行われる。しがたって、マスキング部材を清掃するための洗浄溶媒や清掃工程を不要にすることができる。
In order to solve the above-described problems, the present invention employs the following electrolyte membrane.
That is, the electrolyte membrane was formed by laminating a masking member having holes perforated in a desired electrode shape on at least one surface of the electrolyte membrane for a fuel cell before application of an electrode.
By setting it as such a structure, a clearance gap cannot be made between electrolyte membrane and a masking member, and the electrode of a desired shape can be formed accurately.
In addition, it is not necessary to separately load the masking member into the coating apparatus, and an electrode having a desired shape (pattern) can be accurately manufactured only by loading the electrolyte membrane according to the present invention into the coating apparatus.
Furthermore, according to the present invention, the electrode ink that adheres to the masking member and is dried is wound up together with the masking member, so that the wound-up masking member is transported to the catalyst manufacturer and platinum is reused. Therefore, a cleaning solvent and a cleaning process for cleaning the masking member can be eliminated.
電解質膜の両面に、ほぼ相似形の所望する電極形状にくりぬかれた穴を有するマスキング部材を積層してもよい。
マスキング部材は、電解質膜に自着又は微粘着剤を介して貼り付けられているとよい。
電解質膜及び/又はマスキング部材がウェブであって、電解質膜がロールストックになっているとよい。
電解質膜は、枚葉シートに断裁されていてもよい。
少なくとも一つのマスキング部材上にガスバリヤ性のシート又はウェブが積層されていてもよい。
マスキング部材の厚みは、後工程で形成する電極の厚みとほぼ同じかそれより厚いとよい。
電解質膜は、気体遮断性包装材で包まれていてもよい。
You may laminate | stack the masking member which has the hole hollowed in the substantially similar desired electrode shape on both surfaces of an electrolyte membrane.
The masking member may be attached to the electrolyte membrane through self-adhesion or a slight adhesive.
The electrolyte membrane and / or the masking member may be a web, and the electrolyte membrane may be a roll stock.
The electrolyte membrane may be cut into a sheet.
A gas barrier sheet or web may be laminated on at least one masking member.
The thickness of the masking member may be substantially the same as or thicker than the thickness of the electrode formed in the subsequent process.
The electrolyte membrane may be wrapped with a gas barrier packaging material.
また、本発明の燃料電池用電解質膜・電極アセンブリーは、前記した燃料電池用電解質膜のマスキング部材の穴を通して電解質膜に電極インク又は/及び粉末状の電極材料を塗布又は充填し、その後、マスキング部材を剥がすことにより製造した。
マスキング部材が積層された燃料電池用電解質膜を使用したことにより、高い生産性で精度よく形成された燃料電池用電解質膜・電極アセンブリーとすることができた。
電極インク又は/及び粉末状の電極材料は、電解質膜に固着されているとよい。
特に、電極インク又は/及び粉末状の電極材料は、乾燥又は加熱又は/及び圧着により電解質膜に固着されているとよい。
前記した燃料電池用電解質膜・電極アセンブリーを使用して燃料電池を製造するとよい。
Further, the fuel cell electrolyte membrane / electrode assembly of the present invention is obtained by applying or filling electrode ink or / and powdered electrode material to the electrolyte membrane through the holes of the masking member of the fuel cell electrolyte membrane described above, and then masking. It was manufactured by peeling off the member.
By using an electrolyte membrane for fuel cells on which a masking member was laminated, an electrolyte membrane / electrode assembly for fuel cells formed with high productivity and high accuracy could be obtained.
The electrode ink or / and the powdered electrode material may be fixed to the electrolyte membrane.
In particular, the electrode ink or / and the powdered electrode material may be fixed to the electrolyte membrane by drying, heating or / and pressing.
A fuel cell may be manufactured using the fuel cell electrolyte membrane / electrode assembly described above.
また、本発明の電解質膜複合体は、電解質膜と複数の穴が設けられたマスキング部材とからなり、マスキング部材が電解質膜の一方の面に引き剥がし可能に貼り付けられている。
穴は、燃料電池の燃料電極の形状に形成されているとよい。
電解質膜複合体は、さらに、ガスバリヤ性シートを含んでいるとよい。
電解質膜複合体は、さらに、電解質膜の他方の面に引き剥がし可能に貼り付けられたマスキング部材を含んでいるとよい。
ガスバリヤ性シートは、マスキング部材又は電解質膜に引き剥がし可能に貼り付けられているとよい。
マスキング部材及びガスバリヤ性シートは、自己粘着性材料でつくられていて、接着剤を使用せずに、電解質膜に引き剥がし可能に貼り付けられているとよい。
電解質膜複合体は、巻かれてロールストックにされているとよい。
電解質膜複合体のロールストックは、気体遮断性包装材で包まれているとよい。
The electrolyte membrane composite of the present invention comprises an electrolyte membrane and a masking member provided with a plurality of holes, and the masking member is detachably attached to one surface of the electrolyte membrane.
The hole may be formed in the shape of the fuel electrode of the fuel cell.
The electrolyte membrane composite may further include a gas barrier sheet.
The electrolyte membrane composite may further include a masking member that is detachably attached to the other surface of the electrolyte membrane.
The gas barrier sheet is preferably attached to the masking member or the electrolyte membrane so as to be peeled off.
The masking member and the gas barrier sheet may be made of a self-adhesive material, and may be attached to the electrolyte membrane in a peelable manner without using an adhesive.
The electrolyte membrane composite may be wound into a roll stock.
The roll stock of the electrolyte membrane composite is preferably wrapped in a gas barrier packaging material.
本発明による電解質膜とマスキング部材とからなる電解質膜複合体を製造する方法は、マスキング部材に所望の形状の穴を開ける工程と、その後、マスキング部材と電解質膜を貼り合せる工程とからなる。
また、本発明による電解質膜とマスキング部材とからなる電解質膜複合体を製造するもう一つの方法は、マスキング部材と電解質膜を貼り合せる工程と、その後、マスキング部材に所望の形状の穴を開ける工程とからなる。
The method for producing an electrolyte membrane composite comprising an electrolyte membrane and a masking member according to the present invention comprises a step of forming a hole having a desired shape in the masking member, and a step of bonding the masking member and the electrolyte membrane thereafter.
Further, another method for producing an electrolyte membrane composite comprising an electrolyte membrane and a masking member according to the present invention includes a step of bonding the masking member and the electrolyte membrane, and then a step of opening a hole of a desired shape in the masking member. It consists of.
本発明による燃料電池用電解質膜・電極アセンブリーを製造する方法は、電解質膜と複数の穴が設けられたマスキング部材とからなる電解質膜複合体のロールストックを回転可能に設置する工程と、ロールストックから電解質膜複合体を引き出す工程と、電解質膜複合体を搬送しつつマスキング部材の複数の穴を通して電解質膜に電極インクあるいは粉末状の電極材料を塗布する、あるいはそれらを積層する工程と、それらを電解質膜に固着させる工程と、マスキング部材を電解質膜から剥がす工程とからなる。特に粉末状の電極材料を用いる場合、電解質膜への固着は加熱圧着方法を採用すると良い。
また、本発明による燃料電池用電解質膜・電極アセンブリーを製造するもう一つの方法は、電解質膜と、複数の穴が設けられたマスキング部材と、ガスバリヤ性シートとからなる電解質膜複合体のロールストックを回転可能に設置する工程と、ロールストックから電解質膜複合体を引き出す工程と、ガスバリヤ性シートを剥がす工程と、電解質膜複合体を搬送しつつマスキング部材の複数の穴を通して該電解質膜に電極インクあるいは粉末状の電極材料を塗布する、あるいはそれらを積層する工程と、それらを電解質膜に固着させる工程と、マスキング部材を電解質膜から剥がす工程とからなる。
さらにまた、本発明による燃料電池用電解質膜・電極アセンブリーを製造するもう一つ別の方法は、電解質膜と、該電解質膜の第一面に貼り付けられ、複数の穴が設けられた第一マスキング部材と、該電解質膜の第二面に貼り付けられ、複数の穴が設けられた第二マスキング部材とからなる電解質膜複合体のロールストックを回転可能に設置する工程と、ロールストックから電解質膜複合体を引き出す工程と、電解質膜複合体を搬送しつつ第一マスキング部材の複数の穴を通して電解質膜の第一面に電極インクあるいは粉末状の電極材料を塗布する、あるいはそれらを積層する工程と、それらを電解質膜に固着させる工程と、第一マスキング部材を電解質膜から剥がす工程と、電解質膜及び第二マスキング部材を反転させる工程と、電解質膜及び第二マスキング部材を搬送しつつ第二マスキング部材の複数の穴を通して電解質膜の第二面に電極インクあるいは粉末状の電極材料を塗布する、あるいはそれらを積層する工程と、それらを電解質膜に固着させる工程と、第二マスキング部材を電解質膜から剥がす工程とからなる。
さらにまた、本発明による燃料電池用電解質膜・電極アセンブリーを製造する方法は、電解質膜と少なくとも一つの穴が設けられたマスキング部材とからなる電解質膜複合体の枚葉シートを設置する工程と、マスキング部材の少なくとも一つの穴を通して該電解質膜に電極インク又は/及び粉末状の電極材料を塗布又は充填する、あるいはそれらを積層する工程と、それらを電解質膜に固着させる工程と、マスキング部材を電解質膜から剥がす工程とからなることを特徴とする方法。
さらにまた、本発明による燃料電池電解質膜・電極アセンブリーを製造するもう一つの方法は、電解質膜の両側に積層された第一マスキング部材と第二マスキング部材の複数の穴を通して粉末状の電極材料を充填または塗布する工程と、必要に応じてロール等での圧着や、振動、真空下での脱気、あるいはそれらの組み合わせによりかさ密度を高める工程と、さらに必要に応じてそれらの工程を繰り返しおこなう工程と、所望する膜厚になったとき加熱又は/及び圧着して電解質膜に固着させる工程と、第一及び第二マスキング部材を電解質膜から剥す工程とからなる。
燃料電池用電解質膜・電極アセンブリーを製造する方法は、電解質膜を裁断する工程を含んでいてもよい。
A method of manufacturing an electrolyte membrane / electrode assembly for a fuel cell according to the present invention includes a step of rotatably installing a roll stock of an electrolyte membrane composite comprising an electrolyte membrane and a masking member provided with a plurality of holes, Drawing the electrolyte membrane composite from the substrate, applying the electrode ink or powdered electrode material to the electrolyte membrane through the plurality of holes in the masking member while transporting the electrolyte membrane composite, or laminating them, and It consists of the process of making it adhere to an electrolyte membrane, and the process of peeling a masking member from an electrolyte membrane. In particular, when a powdered electrode material is used, it is preferable to employ a thermocompression bonding method for fixing to the electrolyte membrane.
Another method for producing an electrolyte membrane / electrode assembly for a fuel cell according to the present invention is a roll stock of an electrolyte membrane composite comprising an electrolyte membrane, a masking member provided with a plurality of holes, and a gas barrier sheet. A step of pulling out the electrolyte membrane composite from the roll stock, a step of peeling off the gas barrier sheet, and an electrode ink on the electrolyte membrane through the plurality of holes of the masking member while transporting the electrolyte membrane composite. Or it consists of the process of apply | coating a powder-form electrode material or laminating them, the process of adhering them to an electrolyte membrane, and the process of peeling a masking member from an electrolyte membrane.
Furthermore, another method for manufacturing an electrolyte membrane / electrode assembly for a fuel cell according to the present invention is a first method in which an electrolyte membrane and a plurality of holes are provided on the first surface of the electrolyte membrane. A step of rotatably installing a roll stock of an electrolyte membrane composite comprising a masking member and a second masking member attached to the second surface of the electrolyte membrane and provided with a plurality of holes; A step of drawing out the membrane composite, and a step of applying an electrode ink or a powdered electrode material to the first surface of the electrolyte membrane through a plurality of holes of the first masking member while transporting the electrolyte membrane composite, or laminating them A step of fixing them to the electrolyte membrane, a step of peeling the first masking member from the electrolyte membrane, a step of inverting the electrolyte membrane and the second masking member, and an electrolyte membrane And applying the electrode ink or powdered electrode material to the second surface of the electrolyte membrane through the plurality of holes of the second masking member while conveying the second masking member, or laminating them, and applying them to the electrolyte membrane It comprises a step of fixing and a step of peeling the second masking member from the electrolyte membrane.
Furthermore, a method of manufacturing an electrolyte membrane / electrode assembly for a fuel cell according to the present invention includes a step of installing a sheet of an electrolyte membrane composite comprising an electrolyte membrane and a masking member provided with at least one hole; Applying or filling an electrode ink or / and powdered electrode material into the electrolyte membrane through at least one hole of the masking member, or laminating them; fixing the mask material to the electrolyte membrane; And a step of peeling from the film.
Furthermore, another method of manufacturing the fuel cell electrolyte membrane / electrode assembly according to the present invention is to provide a powdered electrode material through a plurality of holes in the first masking member and the second masking member laminated on both sides of the electrolyte membrane. The filling or coating process, the pressure bonding with a roll or the like, the process of increasing the bulk density by vibration, deaeration under vacuum, or a combination thereof, and the process is repeated as necessary. It consists of a process, a process of heating or / and press-bonding to the electrolyte membrane when the desired film thickness is reached, and a process of peeling the first and second masking members from the electrolyte film.
The method for producing an electrolyte membrane / electrode assembly for a fuel cell may include a step of cutting the electrolyte membrane.
本発明による燃料電池用電解質膜・電極アセンブリーは、前記した燃料電池用電解質膜・電極アセンブリーを製造する方法で製造されたものである。
前記した燃料電池用電解質膜・電極アセンブリーを使用して燃料電池を製造するとよい。
The electrolyte membrane / electrode assembly for a fuel cell according to the present invention is manufactured by the above-described method for manufacturing an electrolyte membrane / electrode assembly for a fuel cell.
A fuel cell may be manufactured using the fuel cell electrolyte membrane / electrode assembly described above.
本発明によれば、電解質膜に電極インクや粉末状の電極材料を所望するパターンで正確に塗布し、燃料電池の電極形成の生産性を上げることができ、特に有用になるものである。
本発明によれば、電解質膜とマスキング部材との間に隙間ができず、所望の形状の電極を精度よく形成することができる。
また、マスキング部材を別に塗布装置に装填する必要がなくなり、本発明による電解質膜を塗布装置に装填するだけで、所望する形状(パターン)の電極を精度よく製造することができる。
さらに、本発明によれば、マスキング部材に付着し乾燥した電極インクは、マスキング部材と一緒に巻き取られるので、巻き取ったマスキング部材を、触媒メーカーに輸送して白金の再利用が行われる。しがたって、マスキング部材を清掃するための洗浄溶媒や清掃工程を不要にすることができる。
According to the present invention, electrode ink or powdered electrode material can be accurately applied to the electrolyte membrane in a desired pattern to increase the productivity of fuel cell electrode formation, which is particularly useful.
According to the present invention, there is no gap between the electrolyte membrane and the masking member, and an electrode having a desired shape can be accurately formed.
In addition, it is not necessary to separately load the masking member into the coating apparatus, and an electrode having a desired shape (pattern) can be accurately manufactured only by loading the electrolyte membrane according to the present invention into the coating apparatus.
Furthermore, according to the present invention, the electrode ink that adheres to the masking member and is dried is wound up together with the masking member, so that the wound-up masking member is transported to the catalyst manufacturer and platinum is reused. Therefore, a cleaning solvent and a cleaning process for cleaning the masking member can be eliminated.
以下、本発明を、好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, the present invention will be described based on preferred embodiments with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the following embodiments are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. Absent.
(電解質膜複合体)
図1は、本発明による電解質膜複合体1の斜視図である。図2は、電解質膜複合体1の分解図である。
(Electrolyte membrane composite)
FIG. 1 is a perspective view of an
電解質膜複合体1は、電解質膜11と、電解質膜11の第一面11aに貼り付けられたマスキング部材12と、電解質膜11の第二面11bに貼り付けられたマスキング部材13とからなる。電解質膜11は、電子を通さずイオンのみを通す特性を有し、固体高分子型燃料電池に使用される。電解質膜11は、固体高分子電解質膜、例えば、パーフルオロスルホン酸系ポリマを使用した電解質膜、米国DuPont社の「NAFION」(登録商標)、芳香族炭化水素系エンジニアリングプラスチックを使用した電解質膜、炭素系材料のフラーレン(C60)を構成材料に使用した電解質膜、ポリエステルフィルムに設けられた無数の小孔に電解質を形成した電解質膜などがある。マスキング部材12,13は、紙、プラスチック、好ましくは脱塩ビ素材などからなるシート状部材、フィルム状部材、あるいはウェブである。電解質膜及びマスキング部材の材料を例示したが、本発明は、これらの材料に限定して解釈されるものではない。
The
マスキング部材12,13には、所定の形状の複数の穴12a、13aが設けられている。複数の穴12a、13aは、燃料電池の燃料電極を形成するために設けられている。すなわち、所定の形状は、燃料電極の形状に対応しているとよい。マスキング部材12,13の厚さは、燃料電極の厚さとほぼ同じかそれよりも大きい。マスキング部材12,13の厚さが、燃料電極の厚さよりも薄いと、塗布された電極インクが穴から漏れて燃料電極の形成が困難になるからである。
The masking
マスキング部材12,13は、電解質膜11から引き剥がすことができるように電解質膜11に貼り付けられている。引き剥がす際に、電解質膜11に傷をつけることがないように、また、電解質膜11が汚染されることがないように、マスキング部材12,13は、電解質膜サプライヤーが承認する微粘着剤で電解質膜11に貼り付けられているとよい。または、マスキング部材12,13は、例えばセロハンテープのように感圧式粘着剤が塗布されたフィルムであってもよく、該フィルムを電解質膜11に貼り付けてもよい。あるいは、マスキング部材12,13は、接着剤を使わずに付着する特性を有する自己粘着性フィルムであってもよく、該自己粘着性フィルムを電解質膜11に貼り付けてもよい。通常、電解質膜サプライヤーから供給される形態、例えばDuPont社のNafion(商標登録)の両サイドに積層されているバッキングフィルムやカバーシートに所望するパターンの穴をくり貫き加工すればよい。Nafionのバッキングフィルムやカバーシートについては、非特許文献1に記載されている。
The masking
(保管方法)
電解質膜11は、外気に晒されると湿気を吸収して膨潤してしまうため、外気から遮断して保管することが望ましい。
図3は、ロール状に巻かれた電解質膜複合体1が包装材20で包まれている状態を示す図である。電解質膜複合体1のロールストックを包装材20で密封することにより電解質膜11を外気から遮断して保管することができる。包装材20は、好ましくは水蒸気遮断材フィルムであるとよい。
(Storage method)
When the
FIG. 3 is a diagram showing a state in which the
図4は、電解質膜複合体1の一面にガスバリヤ性シート14を貼り付けたものを示す図である。ガスバリヤ性シート14は、マスキング部材12の上に微粘着剤で引き剥がし可能に貼り付けられている。なお、ガスバリヤ性シート14が自己粘着性を有する材料からなる場合には、接着剤を使用せずにガスバリヤ性シート14をマスキング部材12に貼り付けることができる。
図5に示すように、ガスバリヤ性シート14が外側になるように、電解質膜複合体1を巻くことにより、ガスバリヤ性シート14により電解質膜複合体1が取り囲まれる。これによって、気体遮蔽材で包装しなくても、気体遮蔽された電解質膜複合体1のロールストックとすることができる。なお、さらに、気体遮蔽性の包装材20で包装すれば、気体遮蔽性能を向上することができる。
FIG. 4 is a diagram showing a
As shown in FIG. 5, the
ガスバリヤ性シート14を電解質膜複合体1の両面にそれぞれ貼り付けてもよい。すなわち、マスキング部材12,13のそれぞれにガスバリヤ性シート14を貼り付けてもよい。
The
(燃料電池用電解質膜・電極アセンブリーの製造方法)
図6は、電解質膜複合体1に電極インクを塗布する塗布装置30の概略構成図である。
電解質膜11の一方の面に燃料電極(アノード)を形成し、他方の面に空気電極(カソード)を形成する。
塗布装置30は、第一塗布装置31と第二塗布装置32とを有する。第一塗布装置31は、第二塗布装置32の上方に配置されている。第一塗布装置31と第二塗布装置32は、ほぼ同一の構成であるので、第一塗布装置31について説明し、同一の構成要素については同一の参照符号を用いて第二塗布装置32の説明は省略する。
(Manufacturing method of electrolyte membrane / electrode assembly for fuel cell)
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a
A fuel electrode (anode) is formed on one surface of the
The
第一塗布装置31は、駆動ローラ34と、従動ローラ36と、駆動ローラ34及び従動ローラ36に張設されたスクリーンベルト(循環移動体)38と、真空吸着及び加熱装置40と、電極インクを塗布するノズル42とを有する。駆動ローラ34が矢印Aで示す時計回り方向に回転することにより、スクリーンベルト38が矢印Bで示す時計回り方向に回転する。
第二塗布装置32においては、駆動ローラ34が矢印Cで示す反時計回り方向に回転することにより、スクリーンベルト38が矢印Dで示す反時計回り方向に回転する。
The
In the
スクリーンベルト38の上には、下敷きウェブ44が配置されている。下敷きウェブ44は、紙などの通気性のある材料からなる。下敷きウェブ44は、巻取り心棒46から矢印Eで示す方向に引き出されて、スクリーンベルト38に吸着されて矢印Bで示す方向に搬送され、巻取り心棒48に巻き取られる。同様に、第二塗布装置32において、下敷きウェブ44は、巻取り心棒46から矢印Fで示す方向に引き出されて、スクリーンベルト38に吸着されて矢印Dで示す方向に搬送され、巻取り心棒48に巻き取られる。
An
電解質膜複合体1のロールストック50は、塗布装置30の巻取り心棒52に回転可能に装着される。巻取り心棒52から、電解質膜複合体1が矢印Gで示す方向に引き出される。電解質膜複合体1は、下敷きウェブ44の上に吸着されて、スクリーンベルト38により矢印Bで示す方向に搬送される。
The
電解質膜複合体1にガスバリヤ性シート14が貼り付けられている場合には、案内ローラ54を介してガスバリヤ性シート14を巻取り心棒56に巻き取る。これによって、ガスバリヤ性シート14が電解質膜複合体1から剥離される。尚、電解質膜複合体1にガスバリヤ性シート14が貼り付けられている場合に、第一塗布装置31において、電解質膜複合体1のロールストック50を反転させて、下敷きウェブ44を使用せずに、ガスバリヤ性シート14がスクリーンベルト38に吸着されるようにすることもできる。すなわち、ガスバリヤ性シート14を下敷きウェブ44の代わりに使用することができる。これによって、巻取り心棒46、48、56の機構は省略して、装置と部材のコストを低減させることができる。
When the
電解質膜複合体1及び下敷きウェブ44は、真空吸着及び加熱装置40によりスクリーンベルト38に吸着され加熱される。ノズル42は、電解質膜複合体1のマスキング部材12の穴12aに向かって電極インクを塗布する。穴12aは所望の形状に形成されているので、所望の形状の燃料電極を電解質膜11の第一面11a上に容易に形成することができる。本発明においては、電解質膜複合体1にマスキング部材12,13がすでに貼り合わせてあるので、マスキング部材を別に用意する必要がなく、製造工程を簡略化することができる。
The
ノズル42がスロットノズルの場合には、下敷きウェブ44の幅は、電解質膜複合体1の幅とほぼ同じでもよい。本発明においては、ノズル42又は塗布器のタイプは特に限定されないが、スプレイノズルの方が液膜で塗布するカーテンコートや、液体を介して接触式塗布方法であるロール、スクリーン、スロットノズルなどよりよい。電解質膜は、電極インクの溶媒により膨潤するという問題がある。したがって、電極インクが電解質膜に到達するまでの間にできるだけ多くの溶媒を電極インクから揮発させることが重要である。そのためには、スプレイノズルにより、電極インクを微細な粒子にして大気との接触を多くしつつ塗布するとよい。ところが、スプレイノズルは、液体を粒子化して塗布するので、粒子が飛散しやすい。そこで、ノズル42がスプレイノズルである場合には、下敷きウェブ44の幅を電解質膜複合体1の幅よりも広くしたほうがよい。ノズル42から吐出された電極インクがわずかに飛散して下敷きウェブ44上に広がることがある。このような飛散した電極インクは、下敷きウェブ44に付着する。下敷きウェブ44は、巻取り心棒48に巻き取られる。
このように、下敷きウェブ44を使用することにより、飛散した電極インクを回収することができる。したがって、環境衛生上良好な塗布装置を提供することができる。また、電極インクには白金が含まれているので、高価な白金を回収して再使用することができる。
When the
Thus, the scattered electrode ink can be collected by using the
電解質膜複合体1の上側のマスキング部材12は、案内ローラ58を介して上方の巻取り心棒60に巻き取られる。これによって、マスキング部材12が電解質膜複合体1から剥離される。尚、マスキング部材12は、剥離することなく下流に進み最終工程で巻き取られても良い。
電解質膜11に塗布された電極インクは、乾燥により電解質膜11に固着される。また、真空室を通して乾燥させたり、熱風により加熱したり、加熱ローラを介して加熱したりして電極インクを電解質膜11に固着してもよい。なお、固着工程は、最終工程で行ってもよい。
The
The electrode ink applied to the
電解質膜11とマスキング部材13は、下方に配置された案内ローラ62により第二塗布装置32へ案内される。このとき、電解質膜11とマスキング部材13は案内ローラ62により搬送方向が矢印Hで示す方向から矢印Iで示す方向に反転され、これによって、マスキング部材13が上側になる。
電解質膜11とマスキング部材13は、案内ローラ64により案内されて、第二塗布装置32の下敷きウェブ44の上に吸着されて、スクリーンベルト38により矢印Dで示す方向に搬送される。第一塗布装置31で燃料電極が形成された電解質膜11の第一面11aを下向きにして第一面11aを下敷きウェブ44に接触させ、マスキング部材13が上向きになる。
The
The
電解質膜11、マスキング部材13、及び下敷きウェブ44は、真空吸着及び加熱装置40によりスクリーンベルト38に吸着され加熱される。ノズル42は、マスキング部材13の穴13aに向かって電極インクを塗布する。穴13aは所望の形状に形成されているので、所望の形状の燃料電極を電解質膜11の第二面11b上に容易に形成することができる。
The
マスキング部材13は、案内ローラ66を介して上方の巻取り心棒68に巻き取られる。これによって、マスキング部材13が電解質膜11から剥離される。
電解質膜11に塗布された電極インクは、乾燥により電解質膜11に固着される。また、真空室を通して乾燥させたり、熱風により加熱したり、加熱ローラを介して加熱したりして電極インクを電解質膜11に固着してもよい。
The masking
The electrode ink applied to the
電解質膜11は、巻取り心棒70に巻き取られる。あるいは、電解質膜11は、裁断装置(不図示)へ搬送されて所望の大きさに裁断されて、燃料電池用電解質膜・電極アセンブリーにされる。このようにして、電解質膜11に燃料電極(アノード)と空気電極(カソード)が形成された燃料電池用電解質膜・電極アセンブリーとなる。
このようにして製造した燃料電池用電解質膜・電極アセンブリー(MEA)を使用して燃料電池を製造する。
The
A fuel cell is manufactured using the electrolyte membrane / electrode assembly (MEA) for a fuel cell thus manufactured.
実施例1においては、電解質膜の両面にマスキング部材を貼り付けた例を示したが、以下の実施例2においては、電解質膜の片面のみにマスキング部材を貼り付けた例を示す。 In Example 1, although the example which affixed the masking member on both surfaces of the electrolyte membrane was shown, in the following Example 2, the example which affixed the masking member only on the single side | surface of the electrolyte membrane is shown.
(電解質膜複合体)
図7は、本発明による電解質膜複合体101の斜視図である。図8は、電解質膜複合体101の分解図である。
電解質膜複合体101は、電解質膜111と、電解質膜111の第一面111aに貼り付けられたマスキング部材112とからなる。マスキング部材112には、所定の形状の複数の穴112aが設けられている。複数の穴112aは、燃料電池の燃料電極を形成するために設けられている。マスキング部材112の厚さは、燃料電極の厚さとほぼ同じかそれよりも大きい。
(Electrolyte membrane composite)
FIG. 7 is a perspective view of the
The
マスキング部材112は、電解質膜111から引き剥がすことができるように電解質膜111に貼り付けられている。引き剥がす際に、電解質膜111を傷つけることがないようにマスキング部材112は、微粘着剤で電解質膜111に貼り付けられている。あるいは、マスキング部材112は、接着剤を使わずに付着する特性を有する自己粘着性フィルムであるとよく、該自己粘着性フィルムを電解質膜111に貼り付けてもよい。
The masking
(保管方法)
図3に示した実施例1と同様に、電解質膜複合体101をロール状に巻いてロールストックとし、該ロールストックを気体遮断性包装材で包んで、電解質膜複合体101を保管する。マスキング部材112が外側になるように、電解質膜複合体101を巻くとよい。
(Storage method)
Similarly to Example 1 shown in FIG. 3, the
別な保管方法として、電解質膜複合体101の一面にガスバリヤ性シート114を貼り付けてもよい。図9は、電解質膜複合体101の電解質膜111の第二面111bにガスバリヤ性シート114を貼り付けたものを示す図である。ガスバリヤ性シート114は、電解質膜111に微粘着剤で引き剥がし可能に貼り付けられている。微粘着剤の代わりに、接着剤を使用したり、ベルクロ(登録商標)のような機能を表面にもたせたりして、貼り付けてもよい。なお、ガスバリヤ性シート114が自己粘着性を有する材料からなる場合には、接着剤等を使用せずにガスバリヤ性シート114を電解質膜111に貼り付けることができる。図10は、電解質膜複合体101のマスキング部材112にガスバリヤ性シート114を貼り付けたものを示す図である。
As another storage method, the
ガスバリヤ性シート114を電解質膜複合体101の両面にそれぞれ貼り付けてもよい。すなわち、電解質膜111とマスキング部材112のそれぞれにガスバリヤ性シート114を貼り付けてもよい。
The
図5に示した実施例1と同様に、ガスバリヤ性シート114が外側になるように、電解質膜複合体101を巻くことにより、ガスバリヤ性シート114により電解質膜複合体101が取り囲まれる。これによって、気体遮蔽材で包装しなくても、気体遮蔽された電解質膜複合体101のロールストックとすることができる。なお、さらに、気体遮蔽材の包装材で包装すれば、気体遮蔽性能を向上することができる。
Similarly to Example 1 shown in FIG. 5, the
(燃料電池用電解質膜・電極アセンブリーの製造方法)
図11及び図12は、電解質膜複合体101に電極インクを塗布する塗布装置130の概略構成図である。
電解質膜11の一方の面に電極を形成する。
塗布装置130は、駆動ローラ134と、従動ローラ136と、駆動ローラ134及び従動ローラ136に張設されたスクリーンベルト(循環移動体)138と、真空吸着及び加熱装置140と、電極インクを塗布するノズル142とを有する。駆動ローラ134が矢印Aで示す時計回り方向に回転することにより、スクリーンベルト138が矢印Bで示す時計回り方向に回転する。
(Manufacturing method of electrolyte membrane / electrode assembly for fuel cell)
FIGS. 11 and 12 are schematic configuration diagrams of a
An electrode is formed on one surface of the
The
スクリーンベルト138の上には、下敷きウェブ144が配置されている。下敷きウェブ144は、紙などの通気性のある材料からなる。下敷きウェブ144は、巻取り心棒146から矢印Eで示す方向に引き出されて、スクリーンベルト138に吸着されて矢印Bで示す方向に搬送され、巻取り心棒148に巻き取られる。
An
電解質膜複合体101のロールストック150は、塗布装置130の巻取り心棒152に回転可能に装着される。電解質膜複合体101にガスバリヤ性シート114が貼り付けられていない場合には、図11に示すように、電解質膜複合体101のロールストック150を矢印Jで示す時計回り方向に回転することにより電解質膜複合体101が引き出されるように、ロールストック150を巻取り心棒152に装着する。巻取り心棒152から、電解質膜複合体101が矢印Gで示す方向に引き出される。電解質膜複合体101は、下敷きウェブ144の上に吸着されて、スクリーンベルト138により矢印Bで示す方向に搬送される。
The
ここで、電解質膜複合体101のマスキング部材112にガスバリヤ性シート114が貼り付けられている場合には、図11に示すように、電解質膜複合体101のロールストック150を矢印Jで示す時計回り方向に回転することにより電解質膜複合体101が引き出されるように、ロールストック150を巻取り心棒152に装着する。ガスバリヤ性シート114がロールストック150の外側になるように電解質膜複合体101が巻かれているからである。すなわち、上からガスバリヤ性シート114、マスキング部材112、電解質膜111の順に配置されるように、ロールストック150を塗布装置130に装着する。そして、案内ローラ154を介してガスバリヤ性シート114を上方の巻取り心棒156に巻き取る。これによって、ガスバリヤ性シート114が電解質膜複合体101から上方へ剥離される。
Here, when the
一方、電解質膜複合体101の電解質膜111にガスバリヤ性シート114が貼り付けられている場合には、図12に示すように、電解質膜複合体101のロールストック150を矢印Kで示す反時計回り方向に回転することにより電解質膜複合体101が引き出されるように、ロールストック150を巻取り心棒152に装着する。ガスバリヤ性シート114がロールストック150の外側になるように電解質膜複合体101が巻かれているからである。すなわち、上からマスキング部材112、電解質膜111、ガスバリヤ性シート114の順に配置されるように、ロールストック150を塗布装置130に装着する。そして、案内ローラ180を介してガスバリヤ性シート114を下方の巻取り心棒182に巻き取る。これによって、ガスバリヤ性シート114が電解質膜複合体101から下方へ剥離される。
On the other hand, when the
電解質膜複合体101及び下敷きウェブ144は、真空吸着及び加熱装置140によりスクリーンベルト138に吸着され加熱される。ノズル142は、電解質膜複合体101のマスキング部材112の穴112aを通して電解質膜111に電極インクを塗布する。穴112aは所望の形状に形成されているので、所望の形状の燃料電極を電解質膜111の第一面111a上に容易に形成することができる。本発明においては、電解質膜複合体101にマスキング部材112がすでに貼り合わせてあるので、マスキング部材を別に用意する必要がなく、製造工程を簡略化することができる。また、マスキング部材112が電解質膜111に自着又は微粘着剤で貼り付けられているので、マスキング部材112が浮き上がることがない。したがって、マスキング部材112と電解質膜111との間に電極インクが染み込んで電極形状が不良になることを防止できる。
The
マスキング部材112は、案内ローラ158を介して上方の巻取り心棒160に巻き取られる。これによって、マスキング部材112が電解質膜111から剥離される。なお、マスキング部材112は、最終工程で剥離されてもよい。
電解質膜111に塗布された電極インクは、乾燥により電解質膜111に固着される。また、真空室を通して乾燥させたり、熱風により加熱したり、加熱ローラを介して加熱したりして電極インクを電解質膜111に固着してもよい。なお、固着工程は、最終工程で行ってもよい。
電解質膜111は、巻取り心棒170に巻き取られる。あるいは、電解質膜111は、裁断装置(不図示)へ搬送されて所望の大きさに裁断されて、燃料電池用電解質膜・電極アセンブリーにされる。
このようにして製造した燃料電池用電解質膜・電極アセンブリー(MEA)を使用して燃料電池を製造する。
The masking
The electrode ink applied to the
The
A fuel cell is manufactured using the electrolyte membrane / electrode assembly (MEA) for a fuel cell thus manufactured.
(電解質膜複合体の製造方法)
図13は、電解質膜複合体の製造方法を説明する図である。
図13において、マスキング部材のロール210からマスキング部材212を引き出しながら、打ち抜き用ポンチ220で所望の形状の穴212aを打ち抜く。穴212aが打ち抜かれたマスキング部材212にスロットノズル230で穴212aを除いて微粘着剤235を塗布する。電解質膜のロール240から電解質膜211を引き出し、一対の押圧ロール250で電解質膜211とマスキング部材212とを貼り合せる。このようにして、電解質膜複合体201を製造する。
なお、マスキング部材212が自己粘着性の材料からなるときは、スロットノズル230による接着剤の塗布工程は不要になる。
(Method for producing electrolyte membrane composite)
FIG. 13 is a diagram for explaining a method for producing an electrolyte membrane composite.
In FIG. 13, a
Note that when the masking
図14は、電解質膜複合体の別の製造方法を説明する図である。
図14において、電解質膜のロール340から電解質膜311を引き出しながら、スロットノズル330で所望の形状に対応する部分315を除いて微粘着剤335を塗布する。マスキング部材のロール310からマスキング部材312を引き出し、一対の押圧ロール350で電解質膜311とマスキング部材312とを貼り合せる。微粘着剤が塗布されていない部分に対応して、打ち抜き用ポンチ320で所望の形状にマスキング部材312を打ち抜く。このとき、電解質膜311は打ち抜かないように打ち抜き用ポンチ320が調整されている。マスキング部材312が曲率の大きい小径ローラ360に巻きつくと、自己分離作用により打ち抜き片312bが分離され、これをスクレーパ370ですくい上げてはがす。このようにして、電解質膜複合体301を製造する。
FIG. 14 is a diagram for explaining another method for producing an electrolyte membrane composite.
In FIG. 14, while the
(燃料電池用電解質膜・電極アセンブリーの製造方法)
実施例1および実施例2においては、電極インクを電解質膜に塗布することにより、燃料電池用電解質膜・電極アセンブリーを製造した。実施例4においては、粉末状の電極材料を使用して、燃料電池用電解質膜・電極アセンブリー(MEA)を製造する。
(Manufacturing method of electrolyte membrane / electrode assembly for fuel cell)
In Example 1 and Example 2, an electrode ink was applied to the electrolyte membrane to produce a fuel cell electrolyte membrane / electrode assembly. In Example 4, a fuel cell electrolyte membrane / electrode assembly (MEA) is manufactured using a powdered electrode material.
図15は、燃料電池用電解質膜・電極アセンブリー(MEA)を製造するために、電解質膜複合体に粉末状の電極材料を塗布すなわち充填する充填装置の概略断面図である。
充填装置500は、粉末状の電極材料を収容する容器502と、容器502内に設けられた一対のブラシローラ504、505とからなる。
電解質膜601と電解質膜601の両面に貼り付けられたマスキング部材602,603とからなる電解質膜複合体610は、容器502の開口502aを通って矢印Xで示す鉛直上方に搬送される。マスキング部材602、603には、所望の形状の穴602a、603aがくりぬかれている。
電解質膜601が容器502内を通過するときにブラシローラ504、505により、粉末状の電極材料がマスキング部材602,603の穴602a、603aに塗布すなわち充填される。これによって、電解質膜601に所望形状の電極を形成することができる。
なお、本実施例においては、塗布(又は充填)手段としてブラシローラ504、505を使用しているが、本発明は、ブラシローラに代えて通常のローラで押し込むようにしてもよい。また、ゴムローラや樹脂製ローラを使用して、静電気力で粉末状の電極材料をマスキング部材602、603の穴602a、603aを通して電解質膜601に吸着させてもよい。さらに充填のかわりに一般塗装用粉体スプレイガンでの塗布や、ロータリースクリーン法でのスキージーによる塗布、あるいはそれらに静電気を付与するなど塗布や充填の種類、方法を限定するものではない。
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view of a filling device for applying or filling a powdered electrode material to an electrolyte membrane composite in order to manufacture an electrolyte membrane / electrode assembly (MEA) for a fuel cell.
The filling
The
When the
In this embodiment, the
充填装置500は、ブラシローラ504、505の矢印Xで示す搬送方向の下流側にスキージ506を設けていてもよい。スキージ506は、マスキング部材602、603の表面に付着した粉末状の電極材料を除いたり、穴602a、603aに充填された粉末状の電極材料をならしたりする均し部材として作用する。スキージ506を設けることにより、余分な電極材料を掻き落とすことができる。なお、スキージ506は、図15に示した板状部材に限らず、ロール状部材やブラシ状部材であってもよい。
The filling
充填装置500は、ブラシローラ504、505の矢印Xで示す搬送方向の下流側に押圧ローラ508を設けていてもよい。押圧ローラ508は、穴602a、603aに充填された粉末状の電極材料Pのかさ密度を高めるために、電解質膜複合体610を押圧する。粉末状の電極材料Pは空気を含んでいるため、ブラシローラ504、505で穴602a、603aに充填された粉末状の電極材料のかさ密度は低い。そこで、押圧ローラ508により穴602a、603aに充填された粉末状の電極材料Pを押圧することによりかさ密度を所定の密度まで高める。
The filling
ところで、スキージ506及び押圧ローラ508の代わりに、図16に示すような押圧及び真空回収装置550を設けてもよい。押圧及び真空回収装置550は、押圧及び駆動ローラ552と、テンションローラ554と、従動ローラ556と、これらのローラ552,554,556に張り渡されたベルト558とからなる。ベルト558は、押圧及び駆動ローラ552により矢印Yで示す方向に駆動される。
図17は、ベルト558の平面図である。図18は、ベルト558の側面図である。ベルト558は、マスキング部材602,603の所望形状の穴602a、603aと相補的な形状の穴558aを有している。すなわち、ベルト558は、穴602a、603aに対応する対応部分558bと、両端部分558cと、対応部分558bと両端部分558cとを接続する第一接続部558dと、隣接する対応部分558bを接続する第二接続部分558eとからなる。ベルト558は、対応部分558bがマスキング部材602、603の穴602a、603aと一致するように、電解質膜複合体610と同期して矢印Yで示す方向に移動する。対応部分558bが穴602a、603aに充填された粉末状の電極材料に接触しているときに、ベルト558の両端部分558c、第一接続部558d、及び第二接続部分558eは、マスキング部材602、603の表面から離れて隙間を形成している。マスキング部材602、603と対向しているベルト558の反対側に真空室560が設けられている。真空室560は、マスキング部材602、603の表面に付着している余分な粉末状の電極材料Psを真空力で吸引して回収容器(不図示)に回収する。このとき、マスキング部材602、603の穴602a、603aに充填されている粉末状の電極材料Pは、ベルト558の対応部分558bにより覆われているので、真空力により吸い出されることはない。押圧及び駆動ローラ552は、ベルト558を電解質膜複合体610に対して押圧し、それによって穴602a、603aに充填されている粉末状の電極材料Pが押圧されて、粉末状の電極材料Pのかさ密度を高めることができる。
Incidentally, instead of the
FIG. 17 is a plan view of the
充填装置500は、粉末状の電極材料を収容する容器502に振動装置570を設けていてもよい。ブラシローラ504、505が粉末状の電極材料をマスキング部材602,603の穴602a、603aに塗布すなわち充填する際に、振動装置570が容器502を振動させることにより、穴602a、603aに充填される粉末状の電極材料のかさ密度を高くすることができる。
The filling
充填装置500は、マスキング部材602,603の穴602a、603aに粉末状の電極材料を真空下で塗布すなわち充填するために、真空室580を設けている。真空室580は、少なくともブラシロール504,505を含んでいる。真空室580は、容器502を含んでいてもよい。真空室580は、スキージ506を含んでいてもよい。真空室580は、さらに、押圧ローラ508を含んでいてもよい。真空室580は、回収室582及びフィルタ584を介して真空ポンプ586に接続されている。真空室580は、粉末状の電極材料の充填工程で周囲に飛散した粉末状の電極材料を回収することができる。
真空室の真空度を特に問うものではないが、例えば比較的安価な真空ポンプでつくりだせる1乃至40kPaの真空度を持った真空室では粉末状の電極材料のかさ密度を高くして充填するばかりでなく、酸素濃度を極めて低く保持できるので、電極材料のような引火しやすかったり、発火しやすい材料に対して極めて有効である。
The filling
The vacuum degree of the vacuum chamber is not particularly questioned. For example, in a vacuum chamber having a vacuum degree of 1 to 40 kPa that can be produced by a relatively inexpensive vacuum pump, the powder electrode material is filled with a high bulk density. In addition, since the oxygen concentration can be kept extremely low, it is extremely effective for materials that are easily ignited or easily ignited, such as electrode materials.
必要に応じて、充填装置500は、ブラシロール504,505による充填工程を繰り返し行ってもよい。あるいは、スキージ506による均し工程と、充填工程とを繰り返し行ってもよい。あるいは、押圧ローラ508による押圧工程と、均し工程と、充填工程とを繰り返し行ってもよい。
If necessary, the filling
充填装置500から出てきた電解質膜複合体610は、固着部(不図示)へ送られる。固着部では、加熱圧力ローラにより粉末状の電極材料を加熱及び圧着して電解質膜601に固着する。この固着工程は、マスキング部材602,603を剥がした後に行われる。あるいは、マスキング部材602,603を剥がす前に固着工程を行ってもよい。このようにして、燃料電池用電解質膜・電極アセンブリー(MEA)が製造される。
このようにして製造した燃料電池用電解質膜・電極アセンブリー(MEA)を使用して燃料電池を製造する。
なお、実施例4においては、固着部(不図示)を真空室580の外に配置したが、固着部を真空室580の内部に配置していもよい。
The
A fuel cell is manufactured using the electrolyte membrane / electrode assembly (MEA) for a fuel cell thus manufactured.
In the fourth embodiment, the fixing portion (not shown) is arranged outside the
(燃料電池用電解質膜・電極アセンブリーの製造方法)
実施例4においては、マスキング部材が積層された電解質膜複合体に粉末状の電極材料を塗布すなわち充填して、燃料電池用電解質膜・電極アセンブリー(MEA)を製造した。実施例5においては、マスキング部材が積層されていない電解質膜に粉末状の電極材料を塗布すなわち充填して、燃料電池用電解質膜・電極アセンブリー(MEA)を製造する。
(Manufacturing method of electrolyte membrane / electrode assembly for fuel cell)
In Example 4, a fuel cell electrolyte membrane / electrode assembly (MEA) was manufactured by applying or filling a powdered electrode material to an electrolyte membrane composite having a masking member laminated thereon. In Example 5, an electrolyte membrane / electrode assembly (MEA) for a fuel cell is manufactured by applying or filling a powdered electrode material to an electrolyte membrane on which no masking member is laminated.
図19は、燃料電池用電解質膜・電極アセンブリー(MEA)を製造するために電解質膜に粉末状の電極材料を塗布すなわち充填する充填装置の概略断面図である。
充填装置700は、粉末状の電極材料を収容する容器702と、容器702内に設けられた一対のブラシローラ704、705と、マスキング装置750とからなる。
マスキング部材750は、押圧及び駆動ローラ752と、テンションローラ754と、従動ローラ756、757と、これらのローラ752,754,756、757に張り渡されたマスキングベルト758とからなる。マスキングベルト758は、押圧及び駆動ローラ752により矢印Nで示す方向に駆動される。マスキングベルト758は、燃料電極(アノード)と空気電極(カソード)を形成するために、穴758aがくりぬかれている。
FIG. 19 is a schematic cross-sectional view of a filling apparatus for applying or filling a powdered electrode material to an electrolyte membrane in order to manufacture an electrolyte membrane / electrode assembly (MEA) for a fuel cell.
The filling
The masking
電解質膜801は、二つのマスキングベルト758の間に挟まれて、容器702の開口702aを通って矢印Mで示す鉛直上方に搬送される。二つのマスキングベルト758の間に挟まれた電解質膜801が容器702内を通過するときにブラシローラ704、705により、粉末状の電極材料がマスキングベルト758の穴758aに塗布すなわち充填される。これによって、電解質膜801に所望形状の電極を形成することができる。
なお、本実施例においては、塗布(又は充填)手段としてブラシローラ704、705を使用しているが、本発明は、ブラシローラに代えて通常のローラで押し込むようにしてもよい。また、ゴムローラや樹脂製ローラを使用して、静電気力で粉末状の電極材料をマスキングベルト758の穴758aを通して電解質膜801に吸着させてもよい。
さらに充填のかわりに一般塗装用の粉体スプレイガンで塗布や、ロータリースクリーン法のスキージーによる塗布、あるいはそれらに静電気を付与させたものなど、塗布や充填の方法、種類を限定するものではない。
The
In this embodiment, the
Furthermore, the method and type of application and filling are not limited, such as application with a powder spray gun for general coating instead of filling, application with a squeegee of the rotary screen method, or application of static electricity to them.
充填装置700は、ブラシローラ704、705の矢印Mで示す搬送方向の下流側にスキージ706を設けていてもよい。スキージ706は、マスキングベルト758の表面に付着した粉末状の電極材料を除いたり、穴758aに充填された粉末状の電極材料をならしたりする均し部材として作用する。スキージ706を設けることにより、余分な電極材料を掻き落とすことができる。なお、スキージ706は、図19に示した板状部材に限らず、ロール状部材やブラシ状部材であってもよい。
The filling
押圧及び駆動ローラ752は、マスキングベルト758を電解質膜801に対して押圧し、それによって穴758aに充填されている粉末状の電極材料Pが押圧されて、粉末状の電極材料Pのかさ密度を高めることができる。
The pressing and driving
充填装置700は、粉末状の電極材料を収容する容器702に振動装置770を設けていてもよい。ブラシローラ704、705が粉末状の電極材料をマスキングベルト758の穴758aに塗布すなわち充填する際に、振動装置770が容器702を振動させることにより、穴758aに充填される粉末状の電極材料のかさ密度を高くすることができる。
The filling
押圧及び駆動ローラ752の下流側で、マスキングベルト758は電解質膜801から離れる。電解質膜801の上には、所望形状の粉末状の電極材料Pが付着している。粉末状の電極材料Pは、一対の加熱圧力ローラ775により加熱及び圧着されて電解質膜801に固着する。このようにして、燃料電池用電解質膜・電極アセンブリー(MEA)が製造される。
このようにして製造した燃料電池用電解質膜・電極アセンブリー(MEA)を使用して燃料電池を製造する。
On the downstream side of the pressing and driving
A fuel cell is manufactured using the electrolyte membrane / electrode assembly (MEA) for a fuel cell thus manufactured.
充填装置700は、マスキングベルト758の穴758aに粉末状の電極材料を真空下で塗布すなわち充填するために、真空室780を設けている。真空室780内には、ブラシロール704,705、容器702、スキージ706、マスキング装置750、及び加熱圧力ローラ775が設けられている。加熱圧力ローラ775は、真空室780の外に設けてもよい。真空室780は、回収室782及びフィルタ784を介して真空ポンプ786に接続されている。真空室780は、粉末状の電極材料の充填工程で周囲に飛散した粉末状の電極材料を回収することができる。
The filling
必要に応じて、充填装置700は、ブラシロール704,705による充填工程を繰り返し行ってもよい。あるいは、スキージ706による均し工程と、充填工程とを繰り返し行ってもよい。また、スキージ706の下流側に、押圧ローラ(不図示)を追加してもよい。押圧ローラによる押圧工程と、均し工程と、充填工程とを繰り返し行ってもよい。
If necessary, the filling
(燃料電池用電解質膜・電極アセンブリーの製造方法)
実施例6においては、マスキング部材が積層されていない電解質膜に粉末状の電極材料を塗布すなわち充填して、燃料電池用電解質膜・電極アセンブリー(MEA)を製造する。
(Manufacturing method of electrolyte membrane / electrode assembly for fuel cell)
In Example 6, an electrolyte membrane / electrode assembly (MEA) for a fuel cell is manufactured by applying or filling a powdered electrode material to an electrolyte membrane on which no masking member is laminated.
図20は、燃料電池用電解質膜・電極アセンブリー(MEA)を製造するために電解質膜に粉末状の電極材料を塗布する塗布装置の概略断面図である。
塗布装置900は、特許文献5の図3に示されている塗布装置とすることが望ましい。
塗布装置900は、粉末状の電極材料を収容するホッパー902と、ホッパー902内に配置された回転ブラシ904と、所望の電極形状の穴906aがくりぬかれた中空ロール906と、中空ロール906の内側に設けられたスクリーン908と、スクリーン908の内側に配置された圧縮ガス用スリットノズル910とからなる。スクリーン908は、粉末状の電極材料の粒径よりも小さい目を有する。スクリーン908の外形は中空ロール906の内径とほぼ等しく、スクリーン908は中空ロール906に取り付けられて一緒に矢印Sで示す方向に回転する。
FIG. 20 is a schematic cross-sectional view of a coating apparatus for applying a powdered electrode material to an electrolyte membrane in order to manufacture a fuel cell electrolyte membrane / electrode assembly (MEA).
The
The
ホッパー902内の粉末状の電極材料Pは、回転ブラシ904により中空ロール906に設けられた穴906aに充填される。粉末状の電極材料Pは、ホッパー902の吸引口902aからの吸引Vにより安定した充填が行われる。吸引口902aから吸引された粉末状の電極材料は、ホッパー902へ戻して循環させるとよい。
The powdered electrode material P in the
穴906aに粉末状の電極材料Pを充填した中空ロール906は、矢印Sで示す方向に回転する。電解質膜951は、矢印S1で示す方向に搬送される。中空ロール906は、搬送される電解質膜951と対向して配置されている。電解質膜951と対向する中空ロール906の反対側に圧縮ガス用スリットノズル910が設けられている。穴906aに充填された粉末状の電極材料Pが圧縮ガス用スリットノズル910に到達すると、圧縮ガス用スリットノズル910から噴出される圧縮ガスにより、粉末状の電極材料Pが電解質膜951に塗布される。穴906aが所望の電極形状に形成されているので、電解質膜951上に塗布された粉末状の電極材料Pは所望の電極形状を有する。電解質膜951は、矢印S1で示す方向に搬送されて、下流側の一対の加熱圧力ローラ912の間に挟まれて、熱及び圧力を与えられ、粉末状の電極材料Pが電解質膜951に固着される。このようにして、燃料電池用電解質膜・電極アセンブリー(MEA)が製造される。
このようにして製造した燃料電池用電解質膜・電極アセンブリー(MEA)を使用して燃料電池を製造する。
The
A fuel cell is manufactured using the electrolyte membrane / electrode assembly (MEA) for a fuel cell thus manufactured.
なお、塗布装置900は、低圧室920を設けていてもよい。低圧室920に回収装置を設ければ、低圧室920内で塗布作業を行うことにより、周囲に飛散した粉末状の電極材料を回収することができる。
The
(燃料電池用電解質膜・電極アセンブリーの製造方法)
実施例7は、電極インクの塗布すなわち充填と、粉末状の電極材料の塗布すなわち充填とを組み合わせたものである。
図21は、電極インクEIと粉末状の電極材料Pとを積層して塗布した例を示す図である。電解質膜複合体1001は、電解質膜1002と、電解質膜1002に積層されたマスキング部材1003とからなる。マスキング部材1003には、所望の電極形状にくりぬかれた穴1003aが形成されている。
穴1003aに、前記した充填装置により、電極インクEIを充填し、次に粉末状の電極材料Pを充填し、その次に電極インクEIを充填することにより、電極インクEIと粉末状の電極材料Pとの積層体からなる電極を容易に製造することができる。
尚、電極インク、粉末状電極材料の種類、積層の順序、積層の手段を特に問うものでなく、それらを混合させながら塗布する方法まで含まれるものとする。
(Manufacturing method of electrolyte membrane / electrode assembly for fuel cell)
Example 7 is a combination of application or filling of electrode ink and application or filling of powdered electrode material.
FIG. 21 is a diagram showing an example in which electrode ink EI and powdered electrode material P are laminated and applied. The
The
It should be noted that the type of electrode ink, powdered electrode material, order of lamination, and means for lamination are not particularly limited, and include a method of applying them while mixing them.
なお、本発明においては、電解質膜について説明したが、本発明をガス拡散層(GDL)や間接転写フィルムとして用いられるPTFEや剥離しやすいように処理したPET、PPなどの片面に穴のあいたマスキング部材を積層し、電極インクなどを塗布する方法についても適用することができる。すなわち、本発明の電解質膜をガス拡散層や間接転写フィルムに代えたものも本発明の範囲に属する。 In the present invention, the electrolyte membrane has been described. However, the present invention is masked with a hole on one side such as PTFE used as a gas diffusion layer (GDL) or indirect transfer film, or PET or PP treated so as to be easily peeled off. A method of laminating members and applying electrode ink or the like can also be applied. That is, what replaced the electrolyte membrane of the present invention with a gas diffusion layer or an indirect transfer film also belongs to the scope of the present invention.
以上、本発明によれば、所望するパターンの電極を高品質のもと、高効率の生産性をもって製造するための電解質膜、電解質膜複合体、電解質膜複合体の製造方法、燃料電池用電解質膜・電極アセンブリー、及び燃料電池用電解質膜・電極アセンブリーの製造方法を提供することができる。
本発明によれば、電解質膜とマスキング部材との間に隙間ができず、所望の形状の電極を精度よく形成することができる。
また、マスキング部材を別に塗布装置に装填する必要がなくなり、本発明による電解質膜を塗布装置に装填するだけで、所望する形状(パターン)の電極を精度よく製造することができる。
さらに、本発明によれば、マスキング部材に付着し乾燥した電極インク又は/及び粉末状の電極材料は、マスキング部材と一緒に巻き取られるので、巻き取ったマスキング部材を、触媒メーカーに輸送して白金の再利用が行われる。しがたって、マスキング部材を清掃するための洗浄溶媒や清掃工程を不要にすることができる。
As described above, according to the present invention, an electrolyte membrane, an electrolyte membrane composite, a method for producing an electrolyte membrane composite, and a fuel cell electrolyte for producing an electrode having a desired pattern with high quality and high productivity A membrane / electrode assembly and a method for producing an electrolyte membrane / electrode assembly for a fuel cell can be provided.
According to the present invention, there is no gap between the electrolyte membrane and the masking member, and an electrode having a desired shape can be accurately formed.
In addition, it is not necessary to separately load the masking member into the coating apparatus, and an electrode having a desired shape (pattern) can be accurately manufactured only by loading the electrolyte membrane according to the present invention into the coating apparatus.
Furthermore, according to the present invention, the dried electrode ink or / and the powdered electrode material attached to the masking member are wound together with the masking member, so that the wound masking member is transported to the catalyst manufacturer. Platinum is reused. Therefore, a cleaning solvent and a cleaning process for cleaning the masking member can be eliminated.
本発明は、以上の実施例に限定されるものではなく、その特徴事項から逸脱することなく、他のいろいろな形態で実施することができる。そのため、前述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、すべて本発明の範囲内のものである。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and can be implemented in various other forms without departing from the features thereof. For this reason, the above-described embodiment is merely an example in all respects and should not be interpreted in a limited manner. The scope of the present invention is shown by the scope of claims, and is not restricted by the text of the specification. Further, all modifications and changes belonging to the equivalent scope of the claims are within the scope of the present invention.
1、101 電解質膜複合体
11、111 電解質膜
12、13、112 マスキング部材
12a、13a、112a穴
14、114 ガスバリヤ性シート
30、130 塗布装置
50、150 ロールストック
500、700、900 充填装置
P 粉末状の電極材料
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101
Claims (41)
請求項1乃至8に記載の燃料電池用電解質膜のマスキング部材の穴を通して燃料電池用電解質膜に電極インク又は/及び粉末状の電極材料を塗布又は充填し、マスキング部材を剥がすことにより製造された燃料電池用電解質膜・電極アセンブリー。 An electrolyte membrane / electrode assembly for a fuel cell,
A fuel cell electrolyte membrane according to any one of claims 1 to 8, which is manufactured by applying or filling an electrode ink or / and a powdered electrode material into a fuel cell electrolyte membrane through a hole in the masking member and peeling off the masking member. Electrolyte membrane / electrode assembly for fuel cells.
電解質膜と、
複数の穴が設けられたマスキング部材とからなり、
前記マスキング部材が前記電解質膜の一方の面に引き剥がし可能に貼り付けられていることを特徴とする電解質膜複合体。 An electrolyte membrane composite,
An electrolyte membrane;
Consisting of a masking member provided with a plurality of holes,
The electrolyte membrane composite, wherein the masking member is detachably attached to one surface of the electrolyte membrane.
マスキング部材に所望の形状の穴を開ける工程と、
その後、マスキング部材と電解質膜を貼り合せる工程とからなることを特徴とする方法。 A method for producing an electrolyte membrane composite comprising an electrolyte membrane and a masking member,
A step of making a hole of a desired shape in the masking member;
Thereafter, the method comprises a step of bonding the masking member and the electrolyte membrane together.
マスキング部材と電解質膜を貼り合せる工程と、
その後、マスキング部材に所望の形状の穴を開ける工程とからなることを特徴とする方法。 A method for producing an electrolyte membrane composite comprising an electrolyte membrane and a masking member,
A step of bonding the masking member and the electrolyte membrane;
Thereafter, a step of opening a hole of a desired shape in the masking member.
電解質膜と複数の穴が設けられたマスキング部材とからなる電解質膜複合体のロールストックを回転可能に設置する工程と、
ロールストックから電解質膜複合体を引き出す工程と、
電解質膜複合体を搬送しつつマスキング部材の複数の穴を通して該電解質膜に電極インク又は/及び粉末状の電極材料を塗布又は充填する工程と、
マスキング部材を電解質膜から剥がす工程とからなることを特徴とする方法。 A method of manufacturing an electrolyte membrane / electrode assembly for a fuel cell, comprising:
A step of rotatably installing a roll stock of an electrolyte membrane composite comprising an electrolyte membrane and a masking member provided with a plurality of holes;
Extracting the electrolyte membrane composite from the roll stock;
Applying or filling an electrode ink or / and powdered electrode material to the electrolyte membrane through a plurality of holes in the masking member while conveying the electrolyte membrane composite;
And a step of peeling the masking member from the electrolyte membrane.
電解質膜と、複数の穴が設けられたマスキング部材と、ガスバリヤ性シートとからなる電解質膜複合体のロールストックを回転可能に設置する工程と、
ロールストックから電解質膜複合体を引き出す工程と、
ガスバリヤ性シートを剥がす工程と、
電解質膜複合体を搬送しつつマスキング部材の複数の穴を通して該電解質膜に電極インク又は/及び粉末状の電極材料を塗布又は充填する工程と、
マスキング部材を電解質膜から剥がす工程とからなることを特徴とする方法。 A method of manufacturing an electrolyte membrane / electrode assembly for a fuel cell, comprising:
A step of rotatably installing a roll stock of an electrolyte membrane composite comprising an electrolyte membrane, a masking member provided with a plurality of holes, and a gas barrier sheet;
Extracting the electrolyte membrane composite from the roll stock;
Removing the gas barrier sheet; and
Applying or filling an electrode ink or / and powdered electrode material to the electrolyte membrane through a plurality of holes in the masking member while conveying the electrolyte membrane composite;
And a step of peeling the masking member from the electrolyte membrane.
電解質膜と、該電解質膜の第一面に貼り付けられ、複数の穴が設けられた第一マスキング部材と、該電解質膜の第二面に貼り付けられ、複数の穴が設けられた第二マスキング部材とからなる電解質膜複合体のロールストックを回転可能に設置する工程と、
ロールストックから電解質膜複合体を引き出す工程と、
電解質膜複合体を搬送しつつ第一マスキング部材の複数の穴を通して電解質膜の第一面に電極インク又は/及び粉末状の電極材料を塗布又は充填する工程と、
第一マスキング部材を電解質膜から剥がす工程と、
電解質膜及び第二マスキング部材を反転させる工程と、
電解質膜及び第二マスキング部材を搬送しつつ第二マスキング部材の複数の穴を通して電解質膜の第二面に電極インク又は/及び粉末状の電極材料を塗布又は充填する工程と、
第二マスキング部材を電解質膜から剥がす工程とからなることを特徴とする方法。 A method of manufacturing an electrolyte membrane / electrode assembly for a fuel cell, comprising:
An electrolyte membrane, a first masking member attached to the first surface of the electrolyte membrane and provided with a plurality of holes, and a second masking member attached to the second surface of the electrolyte membrane and provided with a plurality of holes A step of rotatably installing a roll stock of an electrolyte membrane composite comprising a masking member;
Extracting the electrolyte membrane composite from the roll stock;
Applying or filling electrode ink or / and powdered electrode material on the first surface of the electrolyte membrane through the plurality of holes of the first masking member while conveying the electrolyte membrane composite;
Removing the first masking member from the electrolyte membrane;
Reversing the electrolyte membrane and the second masking member;
Applying or filling electrode ink or / and powdered electrode material on the second surface of the electrolyte membrane through the plurality of holes of the second masking member while conveying the electrolyte membrane and the second masking member;
And a step of peeling the second masking member from the electrolyte membrane.
電解質膜と少なくとも一つの穴が設けられたマスキング部材とからなる電解質膜複合体の枚葉シートを設置する工程と、
マスキング部材の少なくとも一つの穴を通して該電解質膜に電極インク又は/及び粉末状の電極材料を塗布又は充填する工程と、
マスキング部材を電解質膜から剥がす工程とからなることを特徴とする方法。 A method of manufacturing an electrolyte membrane / electrode assembly for a fuel cell, comprising:
A step of installing a sheet of electrolyte membrane composite comprising an electrolyte membrane and a masking member provided with at least one hole;
Applying or filling the electrolyte membrane with electrode ink or / and powdered electrode material through at least one hole of the masking member;
And a step of peeling the masking member from the electrolyte membrane.
電解質膜と、該電解質膜の第一面に貼り付けられ、複数の穴が設けられた第一マスキング部材と、該電解質膜の第二面に貼り付けられ、複数の穴が設けられた第二マスキング部材とからなる電解質膜複合体を搬送しつつ該第一マスキング部材及び該第二マスキング部材の穴を通して粉末状の電極材料を充填又は/及び塗布する工程を含むことを特徴とする方法。 A method of manufacturing an electrolyte membrane / electrode assembly for a fuel cell, comprising:
An electrolyte membrane, a first masking member attached to the first surface of the electrolyte membrane and provided with a plurality of holes, and a second masking member attached to the second surface of the electrolyte membrane and provided with a plurality of holes A method comprising filling or / and applying a powdered electrode material through a hole in the first masking member and the second masking member while transporting an electrolyte membrane composite comprising a masking member.
請求項31乃至36に記載の方法により製造された燃料電池用電解質膜・電極アセンブリー。 An electrolyte membrane / electrode assembly for a fuel cell,
37. An electrolyte membrane / electrode assembly for a fuel cell produced by the method according to claim 31 to 36.
請求項39又は40に記載の方法により製造された燃料電池用電解質膜・電極アセンブリー。
An electrolyte membrane / electrode assembly for a fuel cell,
An electrolyte membrane / electrode assembly for a fuel cell produced by the method according to claim 39 or 40.
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