JP2007066706A

JP2007066706A - 撥水層形成用テープ

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Publication number: JP2007066706A
Application number: JP2005251354A
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Inventors: Masahiro Imanishi; 雅弘今西; Harumichi Nakanishi; 治通中西; Naruaki Murata; 成亮村田; Yoshihisa Tamura; 佳久田村
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-08-31
Filing date: 2005-08-31
Publication date: 2007-03-15
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Abstract

【課題】本発明は、簡便な方法で撥水層を設けることができる撥水層形成用テープを提供することを主目的とするものである。
【解決手段】本発明は、チューブ型燃料電池の撥水層を形成するために用いられる撥水層形成用テープであって、複数の繊維状形状保持材料と、上記複数の繊維状形状保持材料を連結するように形成された撥水部とを有し、上記撥水部が撥水性材料および導電性材料を含有することを特徴とする撥水層形成用テープを提供することにより、上記課題を解決する。
【選択図】図１

Description

本発明は、簡便な方法で撥水層を設けることができる撥水層形成用テープに関するものである。

従来の平板構造の固体高分子電解質型燃料電池（以下、単に平板型燃料電池と称する場合がある。）の最小発電単位である単位セルは、一般に固体電解質膜の両側に触媒電極層が接合されている膜電極複合体を有し、この膜電極複合体の両側にはガス拡散層が配されている。さらに、その外側にはガス流路を備えたセパレータが配されており、ガス拡散層を介して膜電極複合体の触媒電極層へと供給される燃料ガスおよび酸化剤ガスを通流させるとともに、発電により得られた電流を外部に伝える働きをしている。

上記平板型燃料電池の小型化のため、および、単位体積当たりの発電反応面積を大きくするためには、平板型燃料電池の上記構成部材の厚さを薄くする必要がある。しかしながら、このような従来の平板型燃料電池においては、各構成部材の厚さをある一定以下の値にすることは、機能面や強度面から好ましくなく、設計限界に近づきつつある。そこで、同軸上に燃料電池を構成する各層が積層されたチューブ形状または円柱形状の燃料電池が開発されている。

例えば、特許文献１には、同軸上に内側から順に、内側集電体、内側触媒電極層、固体電解質膜、外側触媒電極層、および外側集電体が設けられたチューブ型燃料電池が開示されている。このチューブ型燃料電池は、上記内側集電体の外周面および上記外側集電体の内周面に、ガス流路を有するものである。このようなチューブ型燃料電池はその径を細く形成することにより、一定の空間に対し密に配置することができるため、単位体積当たりの電極面積を従来のものよりも大幅に増加することができる。

また、このようなチューブ型燃料電池においては、運転時に水素（Ｈ_２）と酸素（Ｏ_２）とが反応し生成水（Ｈ_２Ｏ）が生じる。この生成水が触媒電極層中に残留した場合、生成水が触媒表面を覆い、触媒と、水素ガスまたは酸素ガスとの接触を阻害するため、チューブ型燃料電池の発電効率が低下する。そのため、生成水をチューブ型燃料電池の外部に効率良く排出する必要があり、一般的には、触媒電極層と集電体との間に撥水層を設けることにより、排水性を向上させる。このような撥水層には、例えばフッ素系樹脂等の撥水性材料が用いられる。

上記のような撥水層の形成方法として、撥水性材料等を含有する撥水層形成用組成物を集電体に塗布し、その撥水性材料等を加熱溶融させる方法があるが、この方法では、工程が煩雑になる場合があり、簡便な方法で撥水層を形成する方法が望まれていた。また、特許文献１においては、チューブ型にした炭素繊維をポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）ディスパージョンで撥水処理したものを、チューブ型燃料電池に巻きつけた撥水層が開示されている。しかしながら、特許文献１に記載の撥水層では、巻きつける際に炭素繊維間に間隔が開く可能性があり、間隔が開いた部分では保温効果が低下するために、フラッディングが発生する虞があった。

特開２００２−１２４２７３公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、簡便な方法で撥水層を設けることができる撥水層形成用テープを提供することを主目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明においては、チューブ型燃料電池の撥水層を形成するために用いられる撥水層形成用テープであって、複数の繊維状形状保持材料と、上記複数の繊維状形状保持材料を連結するように形成された撥水部とを有し、上記撥水部が撥水性材料および導電性材料を含有することを特徴とする撥水層形成用テープを提供する。

本発明によれば、撥水層形成用テープがテープ形状であることから、内側集電体または外側触媒電極層に巻きつけることで容易に撥水層を形成することができる。また、本発明においては、繊維状形状保持材料を用いることで、引張りに対する強度を向上させることができ、密着性に優れた撥水層を形成することができる。

上記発明においては、上記繊維状形成状保持材料の繊維方向が、撥水層形成用テープの長手方向に平行であることが好ましい。例えば撥水層形成用テープをスパイラル状に巻きつけて撥水層を形成する際に、撥水層形成用テープを長手方向に引っ張りながら巻きつけたとしても、撥水層形成用テープが破断することを抑制することができ、密着性に優れた撥水層を形成することができるからである。

上記発明においては、上記繊維状形状保持材料が、カーボン繊維であることが好ましい。導電性に優れた撥水層形成用テープとすることができるからである。

また、本発明においては、上記撥水層形成用テープを用いることを特徴とするチューブ型燃料電池を提供する。

本発明によれば、上記撥水層形成用テープを用いることで、容易に撥水層を形成することができるという利点を有する。

上記発明においては、上記撥水層形成用テープの巻き方が、スパイラル状であることが好ましい。撥水層形成用テープをスパイラル状に巻くことによって、隙間なく撥水層を形成することができ、保温効果を向上させ、フラッディングの発生を抑制することができるからである。

本発明においては、内側集電体と内側触媒電極層との間、および外側集電体と外側触媒電極層との間のいずれであっても、簡便な方法で容易に撥水層を形成することができるという効果を奏する。

以下、本発明の撥水層形成用テープおよびそれを用いたチューブ型燃料電池について詳細に説明する。

Ａ．撥水層形成用テープ
まず、本発明の撥水層形成用テープについて説明する。本発明の撥水層形成用テープは、チューブ型燃料電池の撥水層を形成するために用いられる撥水層形成用テープであって、複数の繊維状形状保持材料と、上記複数の繊維状形状保持材料を連結するように形成された撥水部とを有し、上記撥水部が撥水性材料および導電性材料を含有することを特徴とするものである。

図１は、本発明の撥水層形成用テープの一例を示す概略平面図である。本発明の撥水層形成用テープ１は、複数の繊維状形状保持材料２と、複数の繊維状形状保持材料２を連結するように形成された撥水部３とを有し、撥水部３が撥水性材料および導電性材料を含有するものである。なお、図１には示していないが、撥水層形成用テープは、チューブ型燃料電池の撥水層を形成するために用いられるものであることから、ガスが透過できるような多孔構造を有する。また、図１に示される撥水層形成用テープ１は、繊維状形状保持材料２の繊維方向が、撥水層形成用テープの長手方向に平行となるものである。
以下、本発明の撥水層形成用テープの各構成について説明する。

１．繊維状形状保持材料
まず、本発明に用いられる形状保持材料について説明する。本発明に用いられる形状保持材料は、撥水層形成用テープに強度等を付与する繊維状の材料である。

上記繊維状形状保持材料は、撥水層形成用テープに複数含まれるものであるが、その配置については特に限定されるものではない。例えば、図２（ａ）に示すように、各々の繊維状形状保持材料２が平行に配置されていても良く、図２（ｂ）に示すように、各々の繊維状形状保持材料２が交差するように配置されていても良い。本発明においては、中でも、各々の繊維状形状保持材料が平行に配置されることが好ましい。各々の繊維状形状保持材料２が交差するように配置される場合に比べて、撥水層形成用テープの膜厚を小さくすることができ、その結果、得られる撥水層の膜厚も小さくなり、より小型で発電効率の良いチューブ型燃料電池を得ることができるからである。

各々の繊維状形状保持材料が平行に配置される場合における撥水層形成用テープの具体例としては、例えば図３（ａ）に示すように、繊維状形状保持材料２の繊維方向Ａが撥水層形成用テープの長手方向Ｂに平行である場合、図３（ｂ）に示すように、繊維状形状保持材料２の繊維方向Ａが撥水層形成用テープの長手方向Ｂに垂直である場合、図３（ｃ）に示すように、繊維状形状保持材料２の繊維方向Ａが撥水層形成用テープの長手方向Ｂに対して、所定の角度を有する場合等を挙げることができる。なお、図３（ａ）〜図３（ｃ）において、撥水部３は繊維状形状保持材料２を連結するように形成されるものである。
本発明においては、中でも、繊維状形状保持材料の繊維方向が撥水層形成用テープの長手方向に平行である場合が好ましい。例えば撥水層形成用テープをスパイラル状に巻きつけて撥水層を形成する際に、撥水層形成用テープを長手方向に引っ張りながら巻きつけたとしても、撥水層形成用テープが破断することを抑制することができ、密着性に優れた撥水層を形成することができるからである。

一方、各々の繊維状形状保持材料が交差するように配置される場合における撥水層形成用テープの具体例としては、例えば図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、各々の繊維状形状保持材料２が交差するように配置され、撥水部３が繊維状形状保持材料２を連結するように形成された撥水層形成用テープ等を挙げることができる。

また、上記繊維状形状保持材料は、撥水層形成用テープの形状保持性を向上させるものであることから、導電性を有するものであっても良く、導電性を有しないものであっても良い。中でも、本発明においては、上記繊維状形状保持材料が導電性を有することが好ましい。本発明の撥水層形成用テープは、後述する導電性材料を含有するものであるが、繊維状形状保持材料が導電性を有することで、より導電性に優れた撥水層形成用テープとすることができるからである。

上記繊維状形状保持材料の繊維長としては、上述した繊維状形状保持材料の配置等により異なるものであり、特に限定されるものではない。また、上記繊維状形状保持材料の繊維径としては、上述した繊維状形状保持材料の配置等により異なるものであるが、例えば、０．１〜１０μｍの範囲内、中でも、１〜７μｍの範囲内であることが好ましい。さらに、例えば、各々の繊維状形状保持材料が平行に配置される場合、各々の繊維状形状保持材料間の距離（ピッチ）としては、例えば、０〜１μｍの範囲内、中でも、０〜０．１μｍの範囲内であることが好ましい。

このような繊維状形状保持材料としては、撥水層形成用テープに強度等を付与することができる材料であれば特に限定されるものではないが、例えば、カーボン繊維、金属繊維、樹脂繊維等を挙げることができ、中でもカーボン繊維が好ましい。さらに、上記カーボン繊維としては、具体的には、レーヨン系炭素繊維、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維等を挙げることができる。

撥水層形成用テープにおける繊維状形状保持材料の含有量としては、特に限定されるものではないが、例えば、３０〜９０質量％の範囲内、中でも５０〜７０質量％の範囲内であることが好ましい。

２．撥水部
次に、本発明における撥水部について説明する。本発明における撥水部は、上記繊維状形状保持材料を連結するように形成され、撥水性材料および導電性材料を含有するものである。

上記撥水性材料は、撥水層形成用テープに撥水性を付与する材料である。このような撥水性材料としては、撥水性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、フッ素系樹脂等を挙げることができる。このようなフッ素系樹脂としては、具体的には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、パーフルオロエチレン−プロペン共重合体（ＦＥＰ）、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、フルオロオレフィン−炭化水素系共重合体、フルオロアクリレート共重合体、フルオロエポキシ化合物等を挙げることができる。中でも、本発明においては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が好ましい。撥水性に優れた撥水層形成用テープを得ることができるからである。
撥水層形成用テープにおける撥水性材料の含有量としては、特に限定されるものではないが、例えば、１０〜７０質量％の範囲内、中でも２０〜５０質量％の範囲内であることが好ましい。

また、上記導電性材料は、撥水層形成用テープに導電性を付与する材料である。上記導電性材料としては、導電性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えばカーボンブラック等の導電性粒子を挙げることができる。上記カーボンブラックとしては、具体的には、オイルファーネスブラック、アセチレンブラック、サーマルブラック、チャンネルブラック等を挙げることができる。中でも本発明においては、オイルファーネスブラック、アセチレンブラックが好ましい。導電性を付与する効果に優れているからである。また、導電性粒子の一次粒径としては、特に限定されるものではないが、１μｍ以下であることが好ましい。
撥水層形成用テープにおける導電性材料の含有量としては、特に限定されるものではないが、例えば、５〜５０質量％の範囲内、中でも１０〜３０質量％の範囲内であることが好ましい。

３．撥水層形成用テープ
本発明の撥水層形成用テープは、チューブ型燃料電池の撥水層を形成するために用いられるものである。ここで、チューブ型燃料電池の撥水層は、内側撥水層および外側撥水層に大別することができる。通常、内側撥水層は内側集電体と内側触媒電極層との間に設置され、外側撥水層は外側集電体と外側触媒電極層との間に設置される。本発明の撥水層形成用テープは、内側撥水層および外側撥水層のいずれにも使用することができるが、中でも、外側撥水層に使用することが好ましい。例えば、外側撥水層を形成する際に既に固体電解質膜等が形成されている場合、撥水性材料を加熱溶融させて撥水層を形成するという従来の方法を用いると、加熱溶融の際の熱によって固体電解質膜等を劣化させる可能性があったが、本発明の撥水層形成用テープを用いる場合は、撥水性材料を加熱溶融させる必要がないために、固体電解質膜等を劣化させることなく、外側撥水層を形成することができるからである。

また、本発明の撥水層形成用テープの膜厚としては、特に限定されるものではないが、具体的には１〜１００μｍの範囲内、中でも５〜５０μｍの範囲内、特に５〜２０μｍの範囲内であることが好ましい。また、本発明の撥水層形成用テープの幅としては、特に限定されるものではないが、具体的には０．１〜３ｃｍの範囲内、中でも０．２〜１ｃｍの範囲内、特に０．２〜０．５ｃｍの範囲内であることが好ましい。

また、本発明の撥水層形成用テープは、巻き取った形で保存していても良い。巻き取ることで省スペース化を図ることができる。また、巻き取られた撥水層形成用テープの表面同士が接着する虞がある場合等は、撥水層形成用テープの一方の表面に、剥離層を設けても良い。

４．撥水層形成用テープの製造方法
次に、撥水層形成用テープの製造方法について説明する。撥水層形成用テープの製造方法としては、上述した撥水層形成用テープを得ることができる方法であれば特に限定されるものではない。具体的には、まず、撥水性材料、導電性材料および溶媒を有する撥水部形成用組成物を用意し、次に、例えば図２（ａ）のように配置された繊維状形状保持材料に、撥水部形成用組成物を塗布し、加熱する方法等を挙げることができる。加熱する際の加熱温度としては、特に限定されるものではないが、撥水性材料が溶融する温度近辺で行われる。通常３５０℃程度である。

Ｂ．チューブ型燃料電池
次に、本発明のチューブ型燃料電池について説明する。本発明のチューブ型燃料電池は、上記撥水層形成用テープを用いることを特徴とするものである。

図５は、本発明のチューブ型燃料電池の一例を示す説明図である。本発明のチューブ型燃料電池は、例えば、円柱形状を有する内側集電体４から順に、内側撥水層５、内側触媒電極層６、固体電解質膜７、外側触媒電極層８、外側撥水層９および外側集電体１０が形成されたものであって、内側撥水層５および外側撥水層９の少なくとも一方が、上記撥水層形成用テープにより形成されたものである。
以下、本発明に用いられる撥水層、およびチューブ型燃料電池を構成するその他の部材について説明する。

１．撥水層
まず、本発明に用いられる撥水層について説明する。本発明に用いられる撥水層は、内側撥水層および外側撥水層に大別することができる。通常、内側撥水層は内側集電体と内側触媒電極層との間に設置され、外側撥水層は外側集電体と外側触媒電極層との間に設置される。

本発明のチューブ型燃料電池は、内側撥水層および外側撥水層の少なくとも一方の撥水層が、上記撥水層形成用テープにより形成されたものであれば特に限定されるものではない。すなわち、内側撥水層または外側撥水層が上記撥水層形成用テープにより形成されたものであっても良く、内側撥水層および外側撥水層が上記撥水層形成用テープにより形成されたものであっても良い。本発明においては、中でも、外側撥水層が上記撥水層形成用テープにより形成されたものであることが好ましい。従来の方法では、上述したように外側撥水層形成時に固体電解質膜等を劣化させる可能性があったが、上記撥水層形成用テープを用いる場合は、固体電解質膜等を劣化させることなく、外側撥水層を形成することができるからである。

また、本発明に用いられる撥水層は、通常、上記撥水層形成用テープを内側集電体または外側触媒電極層の外周面に巻きつけることにより形成される。上記撥水層形成用テープの巻き方としては、特に限定されるものではないが、例えば、図６（ａ）に示すようなスパイラル状、図６（ｂ）に示すようなラップ状等を挙げることができ、中でもスパイラル状であることが好ましい。

上記撥水層形成用テープの巻き方がスパイラル状である場合、隣り合う撥水層形成用テープの隙間（ギャップ）がないものであることが好ましい。図７に示すように、隣り合う撥水層形成用テープ１に隙間１１が生じると、保温効果が低下し、フラッディングが発生する虞があるからである。「隣り合う撥水層形成用テープの隙間がない」場合とは、具体的には、隣り合う撥水層形成用テープが重なり（ラップ部）を有する場合、および隣り合う撥水層形成用テープが重なりも隙間も有しない場合を挙げることができる。中でも、本発明においては、隣り合う撥水層形成用テープが重なり（ラップ部）を有することが好ましい。振動等が生じた場合であっても、ギャップの発生を抑制することができるからである。上記ラップ部のラップ量としては、特に限定されるものではないが、具体的には撥水層形成用テープの幅の１０〜５０％の範囲内、中でも撥水層形成用テープの幅の３０〜５０％の範囲内であることが好ましい。

また、特に本発明においては、上記撥水層形成用テープの巻き方がスパイラル状である場合、用いられる撥水層形成用テープに含まれる繊維状形状保持材料の繊維方向が、撥水層形成用テープの長手方向に平行であることが好ましい。撥水層形成用テープを長手方向に引っ張りながら巻きつけたとしても、撥水層形成用テープが破断することを抑制することができ、密着性に優れた撥水層を形成することができるからである。このような撥水層形成用テープおよび巻き方を行うことにより得られる撥水層の具体例を図８に示す。

また、本発明においては、上記撥水層形成用テープを内側集電体または外側触媒電極層の外周面に巻きつけた後に、熱圧着を行っても良い。密着性がより向上するからである。

２．その他の部材
次に、チューブ型燃料電池を構成するその他の部材について説明する。本発明のチューブ型燃料電池は、上記撥水層を有するものであれば特に限定されるものではないが、通常、上記撥水層の他に、内側集電体、内側触媒電極層、固体電解質膜、外側触媒電極層および外側集電体を有する。

（１）内側集電体
本発明に用いられる内側集電体は、外周面にガス流路を備え、発電反応により生じる電子を集電するものであって、通常、内側撥水層の内側に設置されるものである。上記内側集電体の形状としては、特に限定されるものではないが、一般的には円柱形状である。また、上記内側集電体は、中空状の内側集電体であっても良い。内側集電体の材料の低減、内側集電体の軽量化を図ることができるからである。さらに、空洞部に熱媒体または冷媒を流すことで、チューブ型燃料電池の加熱または冷却を行うこともできる。また、上記内側集電体の材料としては、導電性、耐腐食性が高い材料であることが好ましい。このような材料としては、特に限定されるものではないが、具体的には、チタン、ステンレス鋼、白金、金、ＳｉＯ_２、Ｂ_２Ｏ_３、Ｎｄ_２Ｏ、またはＴｉＣ、ＴｉＳｉ_２、ＴｉＢ_２等のチタン系合金等の金属等、またはカーボン、導電性セラミックス、導電性樹脂等を挙げることができる。

（２）内側触媒電極層
本発明に用いられる内側触媒電極層は、発電反応の反応場となる層であって、通常、内側撥水層と固体電解質膜との間に設置されるものである。上記内側触媒電極層としては、一般的な平板燃料電池に用いられる触媒電極層と同様のものを用いることができ、特に限定されるものではない。例えば、パーフルオロスルホン酸系ポリマー等の電解質材料と、カーボンブラック等の導電性材料と、白金等の触媒と、を有するもの等を挙げることができる。また、内側触媒電極層の厚さとしては、特に限定されるものではないが、例えば１〜１００μｍの範囲内、中でも５〜２０μｍの範囲内であることが好ましい。

（３）固体電解質膜
本発明に用いられる固体電解質膜は、通常、内側触媒電極層と外側触媒電極層との間に設置され、内側触媒電極層と外側触媒電極層との間のプロトン伝導を担う層である。上記固体電解質膜としては、一般的な平板燃料電池に用いられる触媒電極層と同様のものを用いることができ、特に限定されるものではない。具体的には、Ｎａｆｉｏｎ（商品名、デュポン社製）等に代表されるパーフルオロスルホン酸系ポリマー、アミド系樹脂等に代表される炭化水素系樹脂等を挙げることができる。

また、上記固体電解質膜の別の例として、ケイ素酸化物を主成分とする無機系固体電解質膜等を挙げることができる。また、上記無機系固体電解質膜として、例えば、多孔質ガラスを用いた固体電解質膜、またはリン酸ガラスを用いた固体電解質膜等を挙げることができる。上記多孔質ガラスを用いた固体電解質膜としては、具体的には、多孔質ガラスの細孔内表面のＯＨ基にメルカプトプロピルトリメトキシシランのシランカップリング剤を反応させ、その後、メルカプト基（−ＳＨ）を酸化することにより、プロトン伝導性を有するスルホン酸基を導入したもの等を挙げることができる。この製造方法については、例えば、「化学と工業第５７巻第１号(２００４年）ｐ４１〜ｐ４４」等を参考にすることができる。一方、リン酸ガラスを用いた固体電解質膜としては、例えば「燃料電池Ｖｏｌ．３Ｎｏ．３２００４ｐ６９〜ｐ７１」に報告されたもの等を挙げることができる。

（４）外側触媒電極層
本発明に用いられる外側触媒電極層は、発電反応の反応場となる層であって、通常、固体電解質膜と外側撥水層との間に設置されるものである。上記外側触媒電極層としては、上記「（２）内側触媒電極層」に記載した内容と同様であるので、ここでの説明は省略する。

（５）外側集電体
本発明に用いられる外側集電体は、発電反応により生じる電子を集電するものであって、通常、外側撥水層の外側に設置されるものである。上記外側集電体の形状としては、チューブ型燃料電池の径方向にガスを流通させることができるものであれば、特に限定されるものではないが、バネ形状、網目形状、螺旋形状等を挙げることができ、中でもバネ形状が好ましい。また、上記外側集電体は、部分的に孔が形成された筒状のものであっても良い。上記外側集電体の材料としては、導電性が高い材料であることが好ましい。このような材料としては、特に限定されるものではないが、具体的には、上記「（１）内側集電体」に記載した材料と同様であるので、ここでの説明は省略する。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

以下に実施例を示して本発明をさらに具体的に説明する。

［実施例１］
等量のＰＴＦＥ（撥水性材料）およびアセチレンブラック（導電性材料）を水に分散させ、撥水部形成用組成物を得た。次に、ポリアクリロニトリル系炭素繊維（繊維状形状保持材料、繊維径５μｍ、繊維長１０００ｍｍ）を、繊維方向が撥水層形成用テープの長手方向と平行となるように配置した。この際、各々の炭素繊維間の距離（ピッチ）を０とした。その後、上記炭素繊維に上記撥水層形成用組成物を塗布し、３００℃で加熱することにより、撥水層形成用テープを得た。得られた撥水層形成用テープは、カーボン繊維を６０質量％、ＰＴＦＥを２０質量％、アセチレンブラックを２０質量％有するものであり、撥水層形成用テープの幅は２ｍｍであった。

［実施例２］
内側から順に、内側集電体、内側撥水層、内側触媒電極層、固体電解質膜および外側触媒電極層が形成された部材に対して、実施例１で得られた撥水層形成用テープをスパイラル状に巻きつけ切断することによって外側撥水層を形成した。この際、隣り合う撥水層形成用テープの幅の３０％が重なる（ラップする）ように巻きつけた。その後、上記外側撥水層を熱圧着し、外側集電体を巻回することによって、膜−電極複合体（ＭＥＡ）を得た。

本発明の撥水層形成用テープの一例を示す概略平面図である。本発明に用いられる繊維状形状保持材料の配置を説明する説明図である。本発明の撥水層形成用テープを例示する概略平面図である。本発明の撥水層形成用テープを例示する概略平面図である。本発明のチューブ型燃料電池の一例を示す説明図である。本発明の撥水層形成用テープの巻き方を説明する説明図である。撥水層形成用テープの巻き方を説明する説明図である。本発明に用いられる撥水層を説明する説明図である。

符号の説明

１ … 撥水層形成用テープ
２ … 繊維状形状保持材料
３ … 撥水部
４ … 内側集電体
５ … 内側撥水層
６ … 内側触媒電極層
７ … 固体電解質膜
８ … 外側触媒電極層
９ … 外側撥水層
１０ … 外側集電体
１１ … 隙間

Claims

チューブ型燃料電池の撥水層を形成するために用いられる撥水層形成用テープであって、複数の繊維状形状保持材料と、前記複数の繊維状形状保持材料を連結するように形成された撥水部とを有し、前記撥水部が撥水性材料および導電性材料を含有することを特徴とする撥水層形成用テープ。
前記繊維状形状保持材料の繊維方向が、撥水層形成用テープの長手方向に平行であることを特徴とする請求項１に記載の撥水層形成用テープ。
前記繊維状形状保持材料が、カーボン繊維であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撥水層形成用テープ。
請求項１から請求項３までに記載の撥水層形成用テープを用いることを特徴とするチューブ型燃料電池。
前記撥水層形成用テープの巻き方が、スパイラル状であることを特徴とする請求項４に記載のチューブ型燃料電池。