JP2006210342A - 燃料電池用電極、これを含む膜−電極接合体及び燃料電池システム - Google Patents
燃料電池用電極、これを含む膜−電極接合体及び燃料電池システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006210342A JP2006210342A JP2006015616A JP2006015616A JP2006210342A JP 2006210342 A JP2006210342 A JP 2006210342A JP 2006015616 A JP2006015616 A JP 2006015616A JP 2006015616 A JP2006015616 A JP 2006015616A JP 2006210342 A JP2006210342 A JP 2006210342A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- fuel cell
- diffusion layer
- fuel
- membrane
- 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
- H01M4/88—Processes of manufacture
- H01M4/8817—Treatment of supports before application of the catalytic active composition
- H01M4/8821—Wet proofing
-
- 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
- H01M4/8803—Supports for the deposition of the catalytic active composition
- H01M4/8807—Gas diffusion layers
-
- 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
- H01M8/023—Porous and characterised by the material
-
- 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
- H01M8/023—Porous and characterised by the material
- H01M8/0239—Organic resins; Organic polymers
-
- 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
- H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric 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
- H01M8/1009—Fuel cells with solid electrolytes with one of the reactants being liquid, solid or liquid-charged
- H01M8/1011—Direct alcohol fuel cells [DAFC], e.g. direct methanol fuel cells [DMFC]
-
- 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
- H01M8/1009—Fuel cells with solid electrolytes with one of the reactants being liquid, solid or liquid-charged
- H01M8/1011—Direct alcohol fuel cells [DAFC], e.g. direct methanol fuel cells [DMFC]
- H01M8/1013—Other direct alcohol fuel cells [DAFC]
-
- 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)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
【解決手段】本発明の燃料電池用電極は、導電性粉末及び電極基材を含む拡散層と、前記拡散層に形成された触媒層を含み、前記電極基材の内部及び表面に導電性粉末が存在する。
【選択図】図1
Description
炭素粉末及びポリテトラフルオロエチレンを40:60重量比に水とイソプロピルアルコール溶媒の中に混合して、撥水処理組成物を製造した。前記組成物を前記撥水処理組成物に炭素紙を浸漬して拡散層を製造した。製造された拡散層の気孔度は78%であった。
炭素粉末及びポリテトラフルオロエチレンを45:65重量比に水とイソプロピルアルコール溶媒の中に混合して、導電性撥水処理組成物を製造した。前記撥水処理組成物に炭素紙を浸漬して拡散層を製造した。製造された拡散層の気孔度は75%であり、気孔が均一に分布することが明らかになった。
炭素粉末及びポリテトラフルオロエチレンを25:75重量比に水とイソプロピルアルコール溶媒の中に混合して、導電性撥水処理組成物を製造した。前記撥水処理組成物に炭素紙を浸漬して拡散層を製造した。製造された拡散層の気孔度は60%であった。
5 酸化剤供給部
7 スタック
9 燃料タンク
10 燃料電池システム
11 燃料ポンプ
13 空気ポンプ
19 電気発生部
21 膜-電極接合体
23、25 セパレータ
100 拡散層
102 電極基材の骨格構造
104 導電性粉末
200 触媒層
Claims (13)
- 導電性粉末及び電極基材を含む拡散層;及び
前記拡散層に形成された触媒層を含み、
前記電極基材の内部及び表面に導電性粉末が均一に分散されていることを特徴とする、燃料電池用電極。 - 前記電極基材は炭素ファイバーで構成され、
前記導電性粉末は前記炭素ファイバーにコーティングされていることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用電極。 - 前記導電性粉末は、炭素粉末、カーボンブラック、活性炭素、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ナノカーボン、及びこれらの混合物で構成される群より少なくとも一種選択されたものであることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用電極。
- 前記拡散層はフッ素系樹脂をさらに含み、
前記フッ素系樹脂は、前記導電性粉末と混合されて炭素ファイバーにコーティングされたものであることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用電極。 - 前記フッ素系樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリフッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロパン、ポリペルフルオロアルキルビニルエーテル、ポリペルフルオロスルホニルフロライド、アルコキシビニルエーテル、またはこれらのコポリマーで構成される群より選択されたものであることを特徴とする請求項4に記載の燃料電池用電極。
- 前記電極基材は、炭素布及び炭素紙で構成される群より選択されたものであることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用電極。
- 前記拡散層の厚さは、100乃至600μmであることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用電極。
- 前記拡散層の厚さは、200乃至400μmであることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用電極。
- 前記拡散層の気孔度は、65乃至95%であることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用電極。
- 前記拡散層の気孔度は、65乃至85%であることを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用電極。
- 互いに対向して位置するアノード電極及びカソード電極;及び
前記アノード電極とカソード電極の間に位置する高分子電解質膜を含む燃料電池用膜-電極接合体であって、
前記アノード電極とカソード電極のうち、少なくとも一つは、請求項1乃至請求項10のうちのいずれか一つによる電極であることを特徴とする燃料電池用膜-電極接合体。 - 少なくとも一つ以上の膜-電極接合体及びその両側に位置するセパレータを含む少なくとも一つの電気発生部;
燃料を前記電気発生部に供給する燃料供給部;及び
酸化剤を前記電気発生部に供給する酸化剤供給部を含む燃料電池システムであって、
前記膜-電極接合体は、互いに対向して位置するアノード電極及びカソード電極と、
前記アノード電極とカソード電極の間に位置する高分子電解質膜とを含み、
前記アノード電極とカソード電極のうち、少なくとも一つは請求項1乃至請求項10のうちのいずれか一つによる電極であることを特徴とする燃料電池システム。 - 前記燃料電池システムは、高分子電解質型燃料電池と直接酸化型燃料電池で構成される群より選択されることを特徴とする請求項12に記載の燃料電池システム。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR10-2005-0007017 | 2005-01-26 | ||
KR1020050007017A KR101181853B1 (ko) | 2005-01-26 | 2005-01-26 | 연료 전지용 전극, 막/전극 어셈블리 및 이를 포함하는연료 전지 |
KR1020050024862A KR20060102849A (ko) | 2005-03-25 | 2005-03-25 | 연료 전지용 전극 및 이를 포함하는 연료 전지 |
KR10-2005-0024862 | 2005-03-25 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006210342A true JP2006210342A (ja) | 2006-08-10 |
JP4846371B2 JP4846371B2 (ja) | 2011-12-28 |
Family
ID=36218475
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006015616A Expired - Fee Related JP4846371B2 (ja) | 2005-01-26 | 2006-01-24 | 燃料電池用膜−電極接合体及びこれを含む燃料電池システム |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20060199068A1 (ja) |
EP (1) | EP1686640A1 (ja) |
JP (1) | JP4846371B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012023768A2 (ko) * | 2010-08-16 | 2012-02-23 | 숭실대학교산학협력단 | 철 산화환원쌍을 이용한 캐소드 전극을 포함하는 연료전지 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2135313B1 (en) | 2007-04-12 | 2011-09-14 | 3M Innovative Properties Company | High performance, high durability non-precious metal fuel cell catalysts |
DE102007031526B4 (de) * | 2007-07-06 | 2010-07-08 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verwendung einer Anode in einer Brennstoffzelle zur Oxidation von Ethanol und/oder zumindest eines C3 bis C10-haltigen Alkohols |
US8802329B2 (en) * | 2009-05-14 | 2014-08-12 | GM Global Technology Operations LLC | Electrode containing nanostructured thin catalytic layers and method of making |
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 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02216767A (ja) * | 1989-02-17 | 1990-08-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池用電極基板およびその製造方法 |
JPH04220438A (ja) * | 1990-12-20 | 1992-08-11 | Osaka Gas Co Ltd | 炭素板用プリプレグ、該プリプレグ及び炭素板の製造方法 |
JP2004031326A (ja) * | 2002-04-12 | 2004-01-29 | Sgl Carbon Ag | 電気化学的電池用の炭素繊維電極基板 |
JP2004281363A (ja) * | 2003-01-21 | 2004-10-07 | Tomoegawa Paper Co Ltd | 固体高分子型燃料電池用ガス拡散電極、その製造方法及びそれを用いた固体高分子型燃料電池 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6106965A (en) * | 1996-03-29 | 2000-08-22 | Mazda Motor Corporation | Polymer electrolyte fuel cell |
EP1223628A4 (en) * | 1999-09-20 | 2006-09-27 | Asahi Glass Co Ltd | ELECTRODE / FILM ASSEMBLY FOR SOLID POLYMER FUEL CELL AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME |
US6627035B2 (en) * | 2001-01-24 | 2003-09-30 | Gas Technology Institute | Gas diffusion electrode manufacture and MEA fabrication |
US6716551B2 (en) * | 2001-05-02 | 2004-04-06 | Ballard Power Systems Inc. | Abraded fluid diffusion layer for an electrochemical fuel cell |
JP2002343369A (ja) * | 2001-05-15 | 2002-11-29 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池用電極の製造方法および燃料電池 |
DE10159476A1 (de) * | 2001-12-04 | 2003-07-17 | Omg Ag & Co Kg | Verfahren zur Herstellung von Membran-Elektrodeneinheiten für Brennstoffzellen |
US20040058217A1 (en) * | 2002-09-20 | 2004-03-25 | Ohlsen Leroy J. | Fuel cell systems having internal multistream laminar flow |
DE10361035A1 (de) * | 2002-12-26 | 2004-07-29 | Tokuyama Corp., Shunan | Ionenaustauschmembran und Herstellungsverfahren hierfür |
-
2006
- 2006-01-24 JP JP2006015616A patent/JP4846371B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2006-01-24 US US11/339,436 patent/US20060199068A1/en not_active Abandoned
- 2006-01-25 EP EP06100817A patent/EP1686640A1/en not_active Ceased
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02216767A (ja) * | 1989-02-17 | 1990-08-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池用電極基板およびその製造方法 |
JPH04220438A (ja) * | 1990-12-20 | 1992-08-11 | Osaka Gas Co Ltd | 炭素板用プリプレグ、該プリプレグ及び炭素板の製造方法 |
JP2004031326A (ja) * | 2002-04-12 | 2004-01-29 | Sgl Carbon Ag | 電気化学的電池用の炭素繊維電極基板 |
JP2004281363A (ja) * | 2003-01-21 | 2004-10-07 | Tomoegawa Paper Co Ltd | 固体高分子型燃料電池用ガス拡散電極、その製造方法及びそれを用いた固体高分子型燃料電池 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012023768A2 (ko) * | 2010-08-16 | 2012-02-23 | 숭실대학교산학협력단 | 철 산화환원쌍을 이용한 캐소드 전극을 포함하는 연료전지 |
WO2012023768A3 (ko) * | 2010-08-16 | 2012-04-12 | 숭실대학교산학협력단 | 철 산화환원쌍을 이용한 캐소드 전극을 포함하는 연료전지 |
US9083037B2 (en) | 2010-08-16 | 2015-07-14 | Foundation Of Soongsil University-Industry Cooperation | Fuel cell including cathode electrode using iron redox couple |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1686640A1 (en) | 2006-08-02 |
US20060199068A1 (en) | 2006-09-07 |
JP4846371B2 (ja) | 2011-12-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4786453B2 (ja) | 燃料電池カソード用触媒、これを含む膜−電極接合体及び燃料電池システム | |
US20100196594A1 (en) | Membrane-electrode assembly for fuel cell and fuel cell system comprising same | |
KR100953617B1 (ko) | 연료 전지용 전극, 이를 포함하는 연료 전지용 막-전극어셈블리 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템 | |
JP4846371B2 (ja) | 燃料電池用膜−電極接合体及びこれを含む燃料電池システム | |
KR20070098136A (ko) | 연료 전지용 막-전극 어셈블리 및 이를 포함하는 연료 전지시스템 | |
KR20070000252A (ko) | 연료 전지용 전극 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템 | |
KR20060136222A (ko) | 연료 전지용 전극 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템 | |
KR100612233B1 (ko) | 연료전지용 막/전극 접합체, 이의 제조방법 및 이를포함하는 연료전지 | |
KR100959117B1 (ko) | 연료 전지용 전극 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템 | |
KR20090055304A (ko) | 연료전지용 막-전극 어셈블리, 이의 제조 방법, 및 이를포함하는 연료전지 시스템 | |
KR20080047765A (ko) | 연료전지용 막-전극 어셈블리, 이의 제조방법, 및 이를포함하는 연료전지 시스템 | |
KR20090032772A (ko) | 연료전지용 막-전극 어셈블리, 이의 제조 방법, 및 이를포함하는 연료전지 시스템 | |
KR100599811B1 (ko) | 연료 전지용 막/전극 어셈블리 및 이를 포함하는 연료전지 시스템 | |
KR100570768B1 (ko) | 연료전지용 전극 및 이를 포함하는 연료전지 | |
KR20090039423A (ko) | 연료전지용 막-전극 어셈블리 및 이를 포함하는 연료전지시스템 | |
KR20080045416A (ko) | 직접 산화형 연료 전지 시스템의 구동 방법 | |
KR20080044495A (ko) | 연료 전지용 막-전극 어셈블리의 제조방법 및 이로부터제조된 연료 전지용 막-전극 어셈블리 | |
KR20080041846A (ko) | 연료 전지용 막-전극 어셈블리, 이의 제조 방법 및 이를포함하는 연료 전지 시스템 | |
KR101093708B1 (ko) | 연료전지용 전극 및 이를 포함하는 연료전지 | |
KR101125651B1 (ko) | 연료전지용 고분자 막/전극 접합체 및 이를 포함하는연료전지 | |
KR20080045457A (ko) | 연료 전지용 막-전극 어셈블리, 이의 제조방법 및 이를포함하는 연료 전지 시스템 | |
KR101247774B1 (ko) | 연료 전지용 막-전극 어셈블리 및 이를 포함하는 연료 전지시스템 | |
KR100766964B1 (ko) | 연료전지용 막-전극 어셈블리, 이의 제조방법, 및 이를포함하는 연료전지 시스템 | |
KR20080045458A (ko) | 직접 산화형 연료 전지용 스택의 활성화 방법 | |
CN101009375A (zh) | 燃料电池的电极和膜/电极组件及包括它的燃料电池系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080417 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080708 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081007 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100126 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100421 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110208 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110509 |
|
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: 20110913 |
|
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: 20111012 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141021 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
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 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |