JP2007141674A - 膜電極接合体の製造方法及び燃料電池の組み立て方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】固体高分子型燃料電池の膜電極接合体の製造法において、触媒層を電解質膜に転写する際の電解質膜の変形を防止する方法を提供する。
【解決手段】触媒層2a、2bの形成された触媒層転写フィルム1a、1bで電解質膜3を挟持して積層体を形成し、該積層体を加熱、加圧することで該触媒層2a、2bを該電解質膜3に転写してMEAを製造する方法において、該電解質膜3をあらかじめ浸潤すること、該積層体の形成前または形成後に、触媒層の形成された触媒層転写フィルムと同様の厚みを有する保護フィルム5a、5bを該触媒層転写フィルム1a、1bの外周部に配置することを特徴とする方法。
【選択図】図2
【解決手段】触媒層2a、2bの形成された触媒層転写フィルム1a、1bで電解質膜3を挟持して積層体を形成し、該積層体を加熱、加圧することで該触媒層2a、2bを該電解質膜3に転写してMEAを製造する方法において、該電解質膜3をあらかじめ浸潤すること、該積層体の形成前または形成後に、触媒層の形成された触媒層転写フィルムと同様の厚みを有する保護フィルム5a、5bを該触媒層転写フィルム1a、1bの外周部に配置することを特徴とする方法。
【選択図】図2
Description
本発明は、膜電極接合体の製造方法および燃料電池の組み立て方法に関する。
固体高分子型燃料電池の膜電極接合体は、固体高分子電解質膜と、前記固体高分子電解質膜表面に配置された触媒層とからなる。
膜電極接合体の製造方法として、PTFEなどからなるシート上に触媒層を形成した後に触媒層を電解質膜に転写する転写法や、ガス拡散層上に触媒層を形成した後に加熱加圧することで電解質膜と一体化させる方法、また固体高分子電解質膜上に直接触媒層を形成する方法がある。
しかし触媒転写シートを用いる方法では、電解質膜と触媒層を十分に接着させるには高温、高圧をかける必要があり、その結果、ガス拡散性が低下する恐れがあった。ガス拡散層上に触媒層を形成する方法では、ガス拡散層は多孔性であることから、触媒スラリーがガス拡散層の空隙に入り込んでしまい触媒層の膜厚が不均一になるという問題があり、固体高分子電解質膜上に直接触媒層を塗布する方法では、固体高分子が触媒インクの溶媒を吸収し、MEAに皺が生じやすいという問題があった。
図1は従来の膜電極接合体を示す概略断面図である。図1において、転写フィルム1a、触媒層2a、電解質膜3、触媒層2b、転写フィルム1bの順に積層し、プレス機4により加熱圧縮する。その際、溶媒が電解質膜3の周辺部から溶媒が揮発するという問題点があった。
この問題に対し、電解質膜や触媒層に溶媒を含ませた後に転写を行うことで、より低い圧力と温度で触媒層が好適に転写できる場合があることが知られている。このような方法として、例えば特許文献1のようなものが知られている。
特開2000−90944
しかしながら、電解質膜、特に非フッ素系の電解質膜では、溶媒により膨潤し易いため、触媒インクを直接塗布する場合と同様に、MEA(膜電極接合体)に皺が生じる恐れがある。MEAに皺が生じると、MEAを燃料電池セルに組んだ際に、MEAにガスケットを当てた部分で、皺の部分からガスリークする恐れがあり、更には皺の折れ部分にクリープが生じたり、またMEAとガス拡散層との密着性が低下したりする恐れがある。
本発明の目的は、かかる問題点を解消することにある。
本発明は、触媒層の形成された触媒層転写フィルムで電解質膜を挟持して積層体を形成し、該積層体を加熱、加圧することで該触媒層を該電解質膜に転写して膜電極接合体を製造する方法において、該電解質膜をあらかじめ浸潤すること、該積層体の形成前または形成後に、触媒層の形成された触媒層転写フィルムと同様の厚みを有する保護フィルムを該触媒層転写フィルムの外周部に配置することを特徴とする方法、に関する。
また本発明は、触媒層の形成された触媒層転写フィルムで電解質膜を挟持して積層体を形成し、該積層体を加熱、加圧することで該触媒層を該電解質膜に転写して膜電極接合体を製造する方法において、該電解質膜をあらかじめ浸潤すること、該積層体の形成前または形成後に、触媒層と同様の厚みを有する保護フィルムを該触媒層の外周部に配置すること、弾性部材を該触媒層転写フィルム上に設けることを特徴とする方法、に関する。
さらに本発明は、触媒層の形成された触媒層転写フィルムで電解質膜を挟持して積層体を形成し、該積層体を加熱、加圧することで該触媒層を該電解質膜に転写して膜電極接合体を製造する方法において、該電解質膜をあらかじめ浸潤すること、保護フィルムを一体化した弾性部材を、該保護フィルム面を該触媒層転写フィルムと接するように該触媒層転写フィルム上に設けること、ただし、該保護フィルムは、該触媒層転写フィルムと同様の厚みであり、該弾性部材に凹部を設けるように形成されているため該弾性部材は該触媒層転写フィルムに嵌め合わせられる、ことを特徴とする方法、に関する。
また本発明は、触媒層の形成された触媒層転写フィルムで電解質膜を挟持して積層体を形成し、該積層体を加熱、加圧することで該触媒層を該電解質膜に転写して膜電極接合体を製造する方法において、該電解質膜をあらかじめ浸潤すること、該触媒層転写フィルムは、該触媒層転写フィルムの外周部に保護フィルムを設けて一体化すること、弾性部材を該触媒層転写フィルム上に設けることを特徴とする方法、に関する。
さらに本発明は、触媒層の形成された触媒層転写フィルムで電解質膜を挟持して積層体を形成し、該積層体を加熱、加圧することで該触媒層を該電解質膜に転写して膜電極接合体を製造する方法において、該電解質膜をあらかじめ浸潤すること、該触媒層転写フィルムより大きい保護フィルムを用い、該保護フィルムは該触媒層転写フィルム全面を覆うように配置し、弾性部材を該保護フィルム上に設けることを特徴とする方法、に関する。
さらに本発明は、上記方法で得られた少なくとも一つの膜電極接合体を、浸潤した状態で燃料電池セルとして組み付け、締め付け、加重をかけることを特徴とする燃料電池の組み立て方法、に関する。
本発明の膜電極接合体の製造方法によれば、電解質膜を浸潤した状態で加熱、加圧し、触媒層を転写しても、膜電極接合体の皺の発生を抑制することができる。
また本発明の燃料電池の組み立て方法によれば、浸潤により膜電極接合体は触媒層転写時の寸法まで膨潤するため、更に膜電極接合体の皺の発生を抑制できる。
(MEAの製造方法)
添付図面に基づいて、本発明のMEAの製造方法について説明する。
添付図面に基づいて、本発明のMEAの製造方法について説明する。
図2は、本発明によるMEAを製造する方法の一例を説明するための図面である。図2において、3は電解質膜、2は触媒層、1は転写フィルム、5は保護フィルム、4はプレス機を示す。
電解質膜は、通常、固体高分子電解質からなり、スルホン酸基やカルボニル基を持つフッ素系イオン交換膜、スルホン化ポリ(置換フェニレンオキサイド)、スルホン化ポリアリールエーテルケトン、スルホン化ポリアリールエーテルスルホン、スルホン化フェニレンスルフィッド、ポリ(4−フェノキシベンゾイル−1,4−フェニレン)などの非フッ素系のポリマーが挙げられる。
触媒層は、白金または、白金とその他の金属からなる触媒をカーボンブラックに担持することによって構成されるなど燃料電池の分野で公知の方法で構成される。転写フィルムの材料としては、PTFEなどの樹脂が挙げられる。転写フィルムは、相対的に厚い方が好ましい。例えば、0.05〜0.5mmの範囲であると、ハンドリング性に優れ、転写フィルムの延伸や折れ、位置ズレの恐れが少ない。
プレス機としては、燃料電池の分野で公知のプレス機を用いる。
プレス機としては、燃料電池の分野で公知のプレス機を用いる。
本発明のMEAの製造方法は、触媒層の形成された触媒層転写フィルムで電解質膜を挟持して積層体を形成し、該積層体を加熱、加圧することで該触媒層を該電解質膜に転写する製造方法において、電解質膜はあらかじめ浸潤すること、該積層体の形成前または形成後に、触媒層の形成された触媒層転写フィルムと同様の厚みを有する保護フィルムを該触媒層転写フィルムの外周部に配置することを特徴とする。
電解質膜3はあらかじめ水または溶媒に浸潤されている。溶媒としては、電解質膜を溶解させることなく、MEAを浸潤できるものであれば、特に制限されることはなく、エタノール、NPA、ブタノールなどが利用できる。電解質膜の含水率は15質量%以上であることが好ましい。ここで、含水率は、電解質膜の乾燥質量に対する電解質中に含まれる水または溶媒量の比率を意味する。常温で純水または溶媒に浸漬した場合の含水率が最大値である。
触媒層2の形成された触媒層転写フィルム1で電解質膜3を挟持し、触媒層2の形成された触媒層転写フィルム1と同様の厚みを有する保護フィルム5を触媒層転写フィルム1の外周部に配置することによって、電解質膜3の表面のほぼ全体を被覆して積層体を形成する。触媒層2の形成された触媒層転写フィルム1の形状は特に制限されることはないが、通常、角型である。該触媒層転写フィルム1の形状が角型の場合には、保護フィルム5はあらかじめ該当する形状をくり抜いておき、該フィルム1で電解質膜3を挟持した後、かかる保護フィルム5と該触媒層転写フィルム1とを嵌め合わせる。このような方法により、該触媒層転写フィルム1の外周部が被覆され、すなわち、電解質膜3の実質的に全表面が該触媒層転写フィルム1及び保護フィルム5で被覆されることとなる。
また、あらかじめ保護フィルム5層を電解質膜3の周辺部に積層した後、触媒層2の形成された触媒層転写フィルム1で電解質膜3の凹部を嵌め合わせて、電解質膜3を挟持してもよい。保護フィルム5は、PTFEに限られず、ペットやポリイミド、または金属の薄膜などが利用できる。
その後、プレス機4を用い、該積層体を加熱、加圧することで触媒層2を電解質膜3に転写してMEAを製造する。プレス条件は、MEAの製造において通常用いられている条件であれば特に制限はないが、通常、温度125〜150℃、圧力1〜5MPaの条件で行う。なお、プレス機4のプレス面は触媒層転写フィルム1と保護フィルム5層を合わせた面とほぼ同じまたはそれよりも大きい。これにより電解質膜全面が加圧される。
上記したように、電解質膜の両面が実質的に被覆、加圧されており、プレスの際に電解質膜に含まれる水分などは逃げる箇所がないため、電解質膜の含水率の低下を低減することができる。このように、転写フィルムを剥離した後、MEAの皺の発生を抑制することができる。
前記加熱加圧により触媒層を転写した後、MEAの温度が溶媒あるいは水の低い方の沸点以下になるまでMEAを加圧し続けることが好ましい。MEAの温度は温度計により経時的に測定してもよいが、あらかじめ得られたデータから沸点以下になる時間を求め、その時間を用いてもよい。この方法によれば、水または溶媒の急激な揮発を抑制できるため、MEAの品質が向上する。
また、加熱加圧操作は、MEAの温度が溶媒あるいは水の低い方の沸点以下で加圧した後、加熱することで触媒層の転写を行い、その後MEAの温度が溶媒あるいは水の低い方の沸点以下になるまでMEAを加圧し続けることが好ましい。この方法によれば、溶媒の急激な揮発を抑制できるので、MEAの品質が向上する。
前記加熱加圧処理後、プレス機を取り外した後、積層体から保護フィルムおよび転写フィルムを取除く。
このMEAの製造方法によれば、電解質膜を浸潤した状態で加熱、加圧し、触媒層を転写しても、電解質膜の表面が覆われていることから、MEAの皺の発生を抑制することができる。
以下、その他の態様について説明するが、特に断りがない限り、図2と同じ符号は同じ要素、部材を示す。
図3は、本発明による別のMEAを製造する方法を説明するための図面である。図3において、3は電解質膜、2は触媒層、1は転写フィルム、4はプレス機、5は保護フィルム、6は弾性部材を示す。
もちろん、電解質膜3はあらかじめ浸潤されている。
触媒層2の形成された触媒層転写フィルム1で電解質膜3を挟持した後、触媒層2と同様の厚みを有する保護フィルム5を触媒層2の外周部に配置する。保護フィルム5は、触媒層2が嵌めこめるように触媒層2の形状と同形にくり抜いてあり、さらに電解質膜3を覆うことができるように、電解質膜3と同じ大きさであることが好ましい。また、あらかじめ保護フィルム5層を電解質膜の周辺部に積層した後、触媒層2の形成された触媒層転写フィルム1で嵌め合わせ、電解質膜3を挟持してもよい。
その後、弾性部材6を該触媒層転写フィルム1上に設けて積層体を形成する。弾性部材6は、電解質膜3よりも大きいことが好ましい。電解質膜3を十分に被覆でき、水分などの揮発を低減できるからである。後述するプレスの際に、転写フィルム1、触媒層2、保護フィルム5ばかりではなく、電解質膜3をも被覆できるからである。したがって、プレスの際に、両弾性部材6a,6bの端部が接触することができる大きさであることがより好ましい。二重に被覆できるからである。また、弾性部材6の厚みは、プレスの際に転写フィルム1などが弾性部材6中にくい込むことから、転写フィルム1、触媒層2、電解質膜3の合計の厚みと同等か、それよりも厚いことが好ましい。厚さが余りに厚すぎると、プレスの際に伝熱が不十分となる虞があるため、2mm以下であることがより好ましい。ここで、弾性部材6は、弾性を有すれば特に制限はされないが、例えば樹脂製のガスケット、ゴムやフェルトなどが利用できる。以下の態様において、弾性部材は、特に断りがない限り、図3で説明したものと同じものを用いる。
その後、プレス機4を用い、積層体を加熱、加圧することで該触媒層2を該電解質膜3に転写してMEAを製造する。電解質膜3は触媒層2と保護フィルム5で直接被覆されているとともに、プレスの際に弾性部材6によっても被覆されるため、電解質膜3の水分や溶媒の揮発はより効果的に防ぐことができる。なお、プレス機4のプレス面は弾性部材6とほぼ同じまたはそれよりも大きいことが好ましい。プレス面を大きくすることによって、全体をより均一に加圧、加熱することができるからである。以下の態様において、プレス機のプレス面は、特に断りがない限り、図3で説明したものと同じものを用いる。
前記加熱加圧処理後、プレス機を取り外した後、積層体から弾性部材、転写フィルムおよび保護フィルムを取除く。
この方法によれば、保護フィルムと触媒層転写フィルムに均等に圧力がかかるので、触媒層や転写フィルムに過度に圧力がかかる、または十分に圧力がかからないことを防ぐことができる。
図4は、本発明にその他のMEAを製造する方法を説明するための図面である。図4において、3は電解質膜、2は触媒層、1は転写フィルム、4はプレス機、5は保護フィルム、6は弾性部材を示す。
電解質膜3はあらかじめ浸潤されている。
触媒層2の形成された触媒層転写フィルム1で電解質膜3を挟持し、保護フィルム5が一体化された弾性部材6を、保護フィルム5面を触媒層転写フィルム1と接するように触媒層転写フィルム1上に設けて積層体を形成する。「一体化」は、シリコン系、エポキシ系またはアクリル系などの接着剤を用いて保護フィルムと弾性部材6を接着する。なお、保護フィルム5は、触媒層転写フィルム1と同様の厚みである。保護フィルム5は弾性部材6に凹部を形成するように設けられているので、弾性部材6は触媒層転写フィルム1と嵌め合わせられる。触媒層転写フィルム1は電解質膜3と同形またはプレスした際に電解質膜3の両面を被覆できる大きさであることが好ましい。電解質膜3の両面を被覆することにより、水または溶媒の揮発を防ぐことができるからである。
その後、プレス機4を用い、積層体を加熱、加圧することで該触媒層2を該電解質膜3に転写してMEAを製造する。前記加熱加圧処理後、プレス機を取り外した後、積層体から転写フィルム付き弾性部材及び保護フィルムを取除く。
この方法によれば、保護フィルムが弾性部材と一体であるため、保護フィルムのハンドリング性が向上し、作業性が向上する。
図5は、本発明による別のMEAを製造する方法を説明するための図面である。図5において、3は電解質膜、2は触媒層、1は転写フィルム、4はプレス機、5は保護フィルム、6は弾性部材を示す。
電解質膜はあらかじめ浸潤されている。
触媒層2の形成された触媒層転写フィルム1で電解質膜3を挟持して積層体を形成し、弾性部材6を触媒層転写フィルム1上に設けて積層体を形成する。ここで、保護フィルム5と触媒層転写フィルム1とは一体である。すなわち、同一材料で形成されている。触媒層転写フィルム1は電解質膜3と同形またはプレスした際に電解質膜3の両面を被覆できる大きさであることが好ましい。電解質膜3の両面を被覆することにより、水または溶媒の揮発を防ぐことができるからである。
その後、プレス機4を用い、積層体を加熱、加圧することで該触媒層2を該電解質膜3に転写してMEAを製造する。前記加熱加圧処理後、プレス機を取り外した後、積層体から弾性部材及び転写フィルムを取除く。
この方法によれば、保護フィルムと触媒層転写フィルムが一体であるため、保護フィルムと触媒転写フィルムの位置決めが不要となり、作業性が向上する。
図6は、本発明によるその他のMEAを製造する方法を説明するための図面である。図6において、3は電解質膜、2は触媒層、1は転写フィルム、4はプレス機、5は保護フィルム、6は弾性部材を示す。
電解質膜3はあらかじめ浸潤されている。
触媒層2の形成された触媒層転写フィルム1で電解質膜3を挟持し、さらに保護フィルム5と弾性材料8を積層して積層体を形成し、積層体を加熱、加圧することで触媒層2を電解質膜3に転写してMEAを製造する。ここで、触媒層転写フィルム1より大きい保護フィルム5を用い、触媒層転写フィルム1全面を覆うように配置する。また、保護フィルム5は電解質膜3よりも大きいことが好ましい。プレスした際に、保護フィルム5によって電解質膜3を被覆することができるからである。さらに、弾性部材6を保護フィルム上5に設ける。
前記加熱加圧処理後、プレス機を取り外した後、積層体から弾性部材、保護フィルム及び転写フィルムを取除く。
この方法によれば、保護フィルムのハンドリングが向上し、作業性が向上する。
(燃料電池の組み立て方法)
本発明の燃料電池の組み立て方法は、上記方法で得られた少なくとも一つのMEAを、浸潤した状態で燃料電池セルとして組み付け、締め付け、加重をかけることを特徴とする。MEAには、必要により、ガスケット、ガス拡散層、ガス流路付きセパレータ、集電板、およびエンドプレートなどを組み合わせてもよい。MEAは、一組の場合には単セルとなるが、もちろん複数のセルを組み合わせてもよい。この方法によれば、浸潤によりMEAは触媒層転写時の寸法まで膨潤するため、更にMEAの皺の発生を抑制できる。
本発明の燃料電池の組み立て方法は、上記方法で得られた少なくとも一つのMEAを、浸潤した状態で燃料電池セルとして組み付け、締め付け、加重をかけることを特徴とする。MEAには、必要により、ガスケット、ガス拡散層、ガス流路付きセパレータ、集電板、およびエンドプレートなどを組み合わせてもよい。MEAは、一組の場合には単セルとなるが、もちろん複数のセルを組み合わせてもよい。この方法によれば、浸潤によりMEAは触媒層転写時の寸法まで膨潤するため、更にMEAの皺の発生を抑制できる。
次に、実施例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
触媒スラリーとして、白金担持カーボン(田中貴金属株式会社製、触媒担持率50%)10g、パーフルオロスルホン酸電解質溶液(デュポン株式会社製、Nafion 5%溶液)100g、純水100g、およびNPA100gを混合し、これらを均一に分散させたものを用意した。
触媒スラリーとして、白金担持カーボン(田中貴金属株式会社製、触媒担持率50%)10g、パーフルオロスルホン酸電解質溶液(デュポン株式会社製、Nafion 5%溶液)100g、純水100g、およびNPA100gを混合し、これらを均一に分散させたものを用意した。
この触媒スラリーを厚み0.2mmのPTFEからなるフィルムに、スクリーン印刷法を用いて印刷し、60mm角にカットすることで、触媒層転写フィルムを得た。乾燥後の触媒層の厚みは約10μmであった。この転写フィルム2枚と、純水に5分間浸したスルホン化ポリエーテルスルホンからなる厚み30μm、100mm角の炭化水素系の電解質膜(含水率:80%)を、転写フィルムの触媒層形成面が電解質膜と合わさるように重ね、さらに厚み0.2mmのPTFEからなるフィルムを外周100mm角、内周60mm角にカットして作成した保護フィルムを、触媒層転写フィルムの外周を覆うように配置した。
この積層体を100mm角の樹脂製のガスケットで挟持し、積層体を4MPaで加圧した後、135℃で15分間加圧、加熱し、触媒層を電解質膜に転写させ、MEAを得た。
(実施例2)
0.2mmの厚みを持つPTFEシートを100mm角に切断し、マスキングテープで、この内部に60mm角の四角ができるようマスキングを行った。
0.2mmの厚みを持つPTFEシートを100mm角に切断し、マスキングテープで、この内部に60mm角の四角ができるようマスキングを行った。
実施例1と同様に触媒層を形成後、マスキングを剥がし、電解質膜と触媒層転写フィルム、ガスケットを積層し、実施例1と同様に触媒層を転写し、MEAを得た。
(実施例3)
積層前に、保護フィルムをガスケットにシリコン系接着剤を用いて固定したこと以外は、実施例1と同様の方法で実施した。
積層前に、保護フィルムをガスケットにシリコン系接着剤を用いて固定したこと以外は、実施例1と同様の方法で実施した。
(比較例1)
保護フィルムを用いないこと以外は実施例1と同様におこなって、MEAを得た。
保護フィルムを用いないこと以外は実施例1と同様におこなって、MEAを得た。
(評価試験1)
実施例および比較例で得られたMEAを純水中に5分間浸漬させた後、MEAの皺を目視で確認した。
実施例および比較例で得られたMEAを純水中に5分間浸漬させた後、MEAの皺を目視で確認した。
実施例1〜3、比較例1で得られたMEAを純水中に5分間浸漬させた後、ガスケット、ガス拡散層、セパレータ、集電板、エンドプレートで挟持し、燃料電池セルとした。
燃料電池単セルにヘリウムガスを70kPaGまで充填した後の10分間後の圧力降下を確認した。その結果を表1に示す。
(評価試験2)
作製したMEAは、厚み5mmのアクリル板を120mm角にカットした2枚の板にMEAを挟み、加重をかけ、歪み、皺の確認を行った。
作製したMEAは、厚み5mmのアクリル板を120mm角にカットした2枚の板にMEAを挟み、加重をかけ、歪み、皺の確認を行った。
実施例1、2、3によるMEAは、触媒転写シートを剥がし、乾燥するにつれ若干の波打ちが確認されたが、比較例1によるMEAと比較すると歪みや皺は少なかった。
また、実施例1〜3のMEAを純水中に5分間浸漬させたところ、MEAの皺は目視で確認できないほどなくなった。
1a,b 触媒層転写フィルム、
2a,b 触媒層、
3 電解質膜、
4a,b プレス機、
5a,b 保護フィルム、
6a,b 弾性部材。
2a,b 触媒層、
3 電解質膜、
4a,b プレス機、
5a,b 保護フィルム、
6a,b 弾性部材。
Claims (8)
- 触媒層の形成された触媒層転写フィルムで電解質膜を挟持して積層体を形成し、該積層体を加熱、加圧することで該触媒層を該電解質膜に転写して膜電極接合体を製造する方法において、
該電解質膜をあらかじめ浸潤すること、
該積層体の形成前または形成後に、触媒層の形成された触媒層転写フィルムと同様の厚みを有する保護フィルムを該触媒層転写フィルムの外周部に配置することを特徴とする方法。 - 触媒層の形成された触媒層転写フィルムで電解質膜を挟持して積層体を形成し、該積層体を加熱、加圧することで該触媒層を該電解質膜に転写して膜電極接合体を製造する方法において、
該電解質膜をあらかじめ浸潤すること、
該積層体の形成前または形成後に、触媒層と同様の厚みを有する保護フィルムを該触媒層の外周部に配置すること、
弾性部材を該触媒層転写フィルム上に設けることを特徴とする方法。 - 触媒層の形成された触媒層転写フィルムで電解質膜を挟持して積層体を形成し、該積層体を加熱、加圧することで該触媒層を該電解質膜に転写して膜電極接合体を製造する方法において、
該電解質膜をあらかじめ浸潤すること、
保護フィルムを一体化した弾性部材を、該保護フィルム面を該触媒層転写フィルムと接するように該触媒層転写フィルム上に設けること、ただし、該保護フィルムは、該触媒層転写フィルムと同様の厚みであり、該弾性部材に凹部を設けるように形成されているため該弾性部材は該触媒層転写フィルムに嵌め合わせられる、ことを特徴とする方法。 - 触媒層の形成された触媒層転写フィルムで電解質膜を挟持して積層体を形成し、該積層体を加熱、加圧することで該触媒層を該電解質膜に転写して膜電極接合体を製造する方法において、
該電解質膜をあらかじめ浸潤すること、
該触媒層転写フィルムは、該触媒層転写フィルムの外周部に保護フィルムを設けて一体化すること、
弾性部材を該触媒層転写フィルム上に設けることを特徴とする方法。 - 触媒層の形成された触媒層転写フィルムで電解質膜を挟持して積層体を形成し、該積層体を加熱、加圧することで該触媒層を該電解質膜に転写して膜電極接合体を製造する方法において、
該電解質膜をあらかじめ浸潤すること、
該触媒層転写フィルムより大きい保護フィルムを用い、該保護フィルムは該触媒層転写フィルム全面を覆うように配置し、
弾性部材を該保護フィルム上に設けることを特徴とする方法。 - 前記加熱加圧により触媒層を転写した後、膜電極接合体の温度が溶媒あるいは水の低い方の沸点以下になるまで膜電極接合体を加圧し続けることを特徴とする請求項1〜5に記載の方法。
- 膜電極接合体の温度が溶媒あるいは水の低い方の沸点以下で加圧した後、加熱することで触媒層の転写を行い、その後膜電極接合体の温度が溶媒あるいは水の低い方の沸点以下になるまで膜電極接合体を加圧し続けることを特徴とする請求項6記載の方法。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法で得られた少なくとも一つの膜電極接合体を、浸潤した状態で燃料電池セルとして組み付け、締め付け、加重をかけることを特徴とする燃料電池の組み立て方法。
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