JP2007242609A - 改善された膜電極アッセンブリの耐久性のための制御された電極重なり合いアーキテクチャ - Google Patents

改善された膜電極アッセンブリの耐久性のための制御された電極重なり合いアーキテクチャ Download PDF

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Abstract

【課題】サブガスケットおよび触媒被覆膜層に近接したエッジアーキテクチャーが向上した膜耐久性を提供する。
【解決手段】膜電極アッセンブリは、膜層102と、該膜層の表面102a,bに隣接したカソード104又はアノード触媒層106と、膜層の他の表面に隣接したアノード又はカソード触媒層と、膜層の他の表面に隣接した接着層108であって、該接着層はアノード又はカソード触媒層の表面と当接する、接着層と、エッジ部分112を有するサブガスケット層110であって、該サブガスケット層は接着層の表面に隣接するサブガスケット層と、を備え、カソード触媒層及びアノード触媒層はサブガスケット層のエッジ部分に対して膜層の長さに沿って延在し、カソード又はアノード触媒層は、サブガスケット層のエッジ部分に対してアノード又はカソード触媒層よりも膜層の長さに沿ってより大きい長さだけ延在している。
【選択図】図7

Description

本発明は、概して、燃料電池に係り、より詳しくは、向上した耐久性を示す新しい改善された膜電極アッセンブリに関する。
燃料電池は、多数の用途で電源として使用されてきた。例えば、燃料電池は、内燃エンジンに取って代わるため電気車両電源プラントで使用するため提案された。陽子交換膜(PEM)形式の燃料電池では、水素が燃料電池のアノードに供給され、酸素がカソードに供給される。PEM燃料電池は、薄い陽子伝達性で非導電性の固体ポリマー電解質膜を含む膜電極アッセンブリ(MEA)を有し、該ポリマー電解質の面の一方にアノード触媒を有し、その反対側の面にカソード触媒を有している。MEAは、ガス拡散媒体構成要素と称されることもある一対の導電要素の間に挟まれており、該一対の導電要素は、(1)アノード及びカソードのための電流コレクターとして機能し、(2)夫々のアノード及びカソード触媒の表面に亘って燃料電池ガス状反応物を分布させるため、適切なチャンネル及び/又は開口部を備え、(3)電極から流れ場チャンネルへと生成水蒸気又は生成液体水を除去し、(4)熱排除のための熱伝導性を持ち、(5)機械的な強度を有している。「燃料電池」という用語は、状況に応じて、典型的には、単一の電池又は複数の電池のいずれかに言及するため使用されている。複数の個々の電池は、燃料電池スタックを形成するため一緒に共通に束ねられ、一般に、電気的に直列に配列されている。スタック内部の各々の電池は、前述した膜電極アッセンブリ(MEA)を備え、そのようなMEAの各々は、電圧の増分を提供する。
PEM燃料電池では、水素(H)がアノード反応物(即ち、燃料)であり、酸素がカソード反応物(即ち、酸化剤)である。酸素は、純粋な形態(O)でも空気(O及びNの混合物)のいずれであってもよい。固体ポリマー電解質は、典型的に、例えば、ペルフルオロスルホン酸等のイオン交換膜から作られている。アノード/カソードは、典型的には、細かく分割された触媒粒子を含んでおり、該粒子は、しばしば、炭素粒子に支持され、陽子伝達性樹脂と混合されている。触媒粒子は、典型的には、コストの高い貴金属粒子である。かくして、これらの膜電極アッセンブリは、製造するのに比較的高価であり、効率的な作動のため、適切な水管理及び加湿や、例えば一酸化炭素(CO)等の触媒汚染成分の制御を始めとする幾つかの条件を必要としている。
PEM及び他の関連した燃料電池システムに関する技術の例は、共有譲渡された、ウィサースプーンらに付与された米国特許番号3,985,578号、スワシラジャンらに付与された米国特許番号5,272,017号、リーらに付与された米国特許番号5,624,769号、ノイツラーらに付与された米国特許番号5,776,624号、ディピルノ・ボスコらに付与された米国特許番号6,103,409号、スワシラジャンらに付与された米国特許番号6,277,513号、ウッズIIIに付与された米国特許番号6,350,539号、フロンクらに付与された米国特許番号6,372,376号、マシアスらに付与された米国特許番号6,376,111号、ヴィアスらに付与された米国特許番号6,521,381号、ソムパリらに付与された米国特許番号6,524,736号、スェナーらに付与された米国特許番号6,528,191号、フライらに付与された米国特許番号6,566,004号、フォルテらに付与された米国特許番号6,630,260号、フライらに付与された米国特許番号6,663,994号、スェナーらに付与された米国特許番号6,740,433号、ネルソンらに付与された米国特許番号6,777,120号、ブラディらに付与された米国特許番号6,793,544号、ラパポートらに付与された米国特許番号6,794、068号、ブランクらに付与された米国特許番号6,811,918号、マシアスらに付与された米国特許番号6,824、909号、スェナーらによる米国特許公開番号2004/0229087号、オハラによる米国特許公開番号2005/0026012号、オハラらによる米国特許公開番号2005/0026018号並びにオハラらによる米国特許公開番号2005/0026523号を参照して見い出すことができ、それらの全ての全明細書は、参照により本願に組み込まれる。
図1及び図2は、典型的な重なり合いエッジの設計を示している。該エッジ設計では、例えば、アノード触媒層12のエッジ部分10がサブガスケット層16のエッジ部分14及び接着層20のエッジ部分18に当接するところのエッジ領域、及び/又は、カソード触媒層24のエッジ部分22が他のサブガスケット層28のエッジ部分26及び他の接着層32のエッジ部分30に当接するところのエッジ領域において典型的に破損する。なお、アノード触媒層12及びカソード触媒層24は、図1及び図2に示されるように、重なり合い形態、互い違い形態又はオフセットの形態で、膜層34を挟んでいる。
この未調整の重なり合い形態は、典型的には、アノード及びカソードのサブガスケットの膜への適用の間、及び、電極デカルコマニア転写プロセスの間に、製造上の許容範囲に起因して、幾つかの膜電極アッセンブリエッジ位置で、アノード>カソード形態を与え、幾つかの他の膜電極アッセンブリエッジ位置ではカソード>アノード形態を取る。これらの特別の設計の制限には、図3及び図4に示されるように、各々の触媒層のエッジと各々のサブガスケットのエッジとの間で可能となるギャップGが含まれている。ギャップは、例えば、O又はHのいずれかのガスの膜表面への直接的なアクセスを可能にし、これによって、交錯したガスからのOH及びHO基の化学種の形成を向上させ、かくして、ポリマー膜の加速された局所的化学的劣化へと導く。電極がサブガスケットにより形成された窓よりも大きい場合、触媒層は、図5及び図6に示されるように、膜への触媒塗布プロセス(典型的には、デカルコマニア転写として知られている)の間にサブガスケットのエッジに亘って「テント形態」Tを形成し得る。このテント形態は、典型的には、サブガスケットのエッジで触媒クラックを生じさせ、膜表面への引き続く直接的なガスアクセスを生じさせ、局所的な化学的な劣化を加速させる。加えて、テント形態の現象は、典型的には、サブガスケットの厚さのオーダーの長さに亘って触媒が付けられていない膜表面を生じさせる。
この問題を克服するため様々な試みがなされてきた。例えば、ある製造業者は、サブガスケットをイオノマー膜に取り付けるため高い圧力を使用してきた。当該技術で熱及び圧力が必要となることに加えて、追加された欠点は、触媒層がサブガスケットの後に追加されるということである。これは、サブガスケットが触媒層に亘って取り付けられることを防止する。サブガスケットは、この方法において触媒の下方に取り付けることができるが、これは、サブガスケットエッジにおいて触媒のひび割れ及び剥離をしばしば生じさせる。このひび割れは、サブガスケットエッジにおいて、ぼやけた触媒エッジをもたらす。アノード及びカソード触媒エッジをオフセットするため、本方法は、ひび割れにより引き起こされた触媒エッジにおいて不明瞭な部分を占めるため追加のスペースを必要とする。更に加えて、本方法は、触媒エッジ及びサブガスケットエッジの間にさらされたイオノマー膜のギャップを残しかねない。
他の試みは、サブガスケットが膜の頂部上に配置されたアプローチを使用する。次に、この3層構造は、触媒被覆拡散媒体の2つの部分の間に挟まれる。次に、アッセンブリ全体は膜電極アッセンブリを形成するためイオノマーのガラス遷移温度を超えて高熱加圧される。このアプローチは、触媒エッジを制御する点でかなりロバストであるが、幾つかの欠点を有している。第1に、結合を得るべく要求された熱及び圧力は、イオノマー膜を流れさせ、サブガスケットの下方で薄化をもたらし得る。第2には、熱/冷却サイクルは、熱的応力を部分的に誘起し得る。次に、サブガスケットエッジで破損が発生し得る。第3に、膜電極アッセンブリ全体がガス拡散媒体(GDM)を備えるため、一つの高温加圧工程で組み立てられるので、触媒エッジ位置を検査することは非常に困難となる。
以上により、サブガスケット及び触媒被覆膜層に近接したエッジアーキテクチャーが、向上した膜耐久性を提供するような、新規で改善された膜電極アッセンブリ構成が求められている。
本発明の一般的な教えによれば、改善された膜耐久性のための新しい改善された膜電極アッセンブリエッジ設計及び形態が提供される。
本発明の一実施態様によれば、膜電極アッセンブリが提供され、該膜電極アッセンブリは、(1)膜層と、(2)前記膜層の表面に隣接したカソード触媒層と、(3)前記膜層の他の表面に隣接したアノード触媒層であって、該膜層は前記カソード触媒層と前記アノード触媒層との間に配置されている、前記アノード触媒層と、(4)前記膜層の他の表面に隣接した接着層であって、該接着層は前記アノード触媒層の表面と当接する、前記接着層と、(5)エッジ部分を有するサブガスケット層であって、該サブガスケット層は前記接着層の表面に隣接し、該接着層は前記サブガスケット層と前記膜層との間に配置されている、前記サブガスケット層と、を備え、前記カソード触媒層及び前記アノード触媒層は前記サブガスケット層の前記エッジ部分に対して前記膜層の長さに沿って延在し、前記カソード触媒層は、前記サブガスケット層のエッジ部分に対して前記アノード触媒層よりも前記膜層の長さに沿ってより大きい長さだけ延在している。
本発明の一実施態様によれば、膜電極アッセンブリが提供され、該膜電極アッセンブリは、(1)膜層と、(2)前記膜層の表面に隣接したカソード触媒層と、(3)前記膜層の他の表面に隣接したアノード触媒層であって、該膜層は前記カソード触媒層と前記アノード触媒層との間に配置されている、前記アノード触媒層と、(4)前記膜層の他の表面に隣接した接着層であって、該接着層は前記アノード触媒層の表面と当接する、前記接着層と、(5)エッジ部分を有するサブガスケット層であって、該サブガスケット層は前記接着層の表面に隣接し、該接着層は前記サブガスケット層と前記膜層との間に配置されている、前記サブガスケット層と、を備え、前記カソード触媒層及び前記アノード触媒層は前記サブガスケット層の前記エッジ部分に対して前記膜層の長さに沿って延在し、前記アノード触媒層は、前記サブガスケット層のエッジ部分に対して前記カソード触媒層よりも前記膜層の長さに沿ってより大きい長さだけ延在している。
本発明の一実施態様によれば、膜電極アッセンブリが提供され、該膜電極アッセンブリは、(1)膜層と、(2)前記膜層の表面に隣接したアノード触媒層と、(3)前記膜層の他の表面に隣接したカソード触媒層であって、該膜層は前記カソード触媒層と前記アノード触媒層との間に配置されている、前記カソード触媒層と、(4)前記膜層の他の表面に隣接した接着層であって、該接着層は前記カソード触媒層の表面と当接する、前記接着層と、(5) エッジ部分を有するサブガスケット層であって、該サブガスケット層は前記接着層の表面に隣接し、該接着層は前記サブガスケット層と前記膜層との間に配置されている、前記サブガスケット層と、を備え、前記カソード触媒層及び前記アノード触媒層は前記サブガスケット層の前記エッジ部分に対して前記膜層の長さに沿って延在し、前記カソード触媒層は、前記サブガスケット層のエッジ部分に対して前記アノード触媒層よりも前記膜層の長さに沿ってより大きい長さだけ延在している。
本発明の一実施態様によれば、膜電極アッセンブリが提供され、該膜電極アッセンブリは、(1)膜層と、(2)前記膜層の表面に隣接したアノード触媒層と、(3)前記膜層の他の表面に隣接したカソード触媒層であって、該膜層は前記カソード触媒層と前記アノード触媒層との間に配置されている、前記カソード触媒層と、(4)前記膜層の他の表面に隣接した接着層であって、該接着層は前記カソード触媒層の表面と当接する、前記接着層と、
エッジ部分を有するサブガスケット層であって、該サブガスケット層は前記接着層の表面に隣接し、該接着層は前記サブガスケット層と前記膜層との間に配置されている、前記サブガスケット層と、を備え、前記カソード触媒層及び前記アノード触媒層は前記サブガスケット層の前記エッジ部分に対して前記膜層の長さに沿って延在し、前記アノード触媒層は、前記サブガスケット層のエッジ部分に対して前記カソード触媒層よりも前記膜層の長さに沿ってより大きい長さだけ延在している。
本発明の用途の更なる領域は、以下に提供される詳細な説明から明らかとなる。詳細な説明及び特定の例は、本発明の好ましい実施例を示しているが、本発明の開示のみを目的としたもので、本発明の範囲を制限するものではない。
本発明は、次の詳細な説明及び添付図面からより完全に理解されるようになる。
好ましい実施例の次の説明は、本質上、単なる例示にしか過ぎず、本発明、その用途又はその使用法を制限するものではない。
本発明の包括的な教えによれば、膜電極アッセンブリの改善されたエッジアーキテクチャーが、不浸透性バリア膜及び接着剤を含むサブガスケットを備える触媒被覆膜を備えている。サブガスケットは、アノード電極面積より大きいカソード電極面積を与えるアノード触媒側部に適用されるか又はカソード触媒面積より大きいアノード触媒面積を与えるカソード触媒側部に適用されるか、及び/又は、アノード/カソード触媒面積よりも小さいか及び/又は大きいカソード/アノード触媒面積のいずれかを与えるアノード電極面積及びカソード電極面積の両方に適用されてもよい。しかし、アノード及びカソードは、如何に多くのサブガスケットを用いるかに関わりなく、互いのエッジ部分に関して、実質的に境界を共有する(即ち、重なり合いが無いか又は非常に低い重なり合いの度合い)ように構成することができることが理解されるべきである。
図7を参照すると、アノード触媒層面積よりも局所的に大きいカソード触媒層面積を有する膜電極アッセンブリの概略図が示されており、サブガスケットはアノード触媒層と重なり合い、接着層は、本発明の第1の実施例に従って、サブガスケットとアノード触媒層との間に配置されている。
より詳しくは、全体として100で示された膜電極アッセンブリは、主要には、膜層102と、膜層102の表面102aに隣接したカソード触媒層104と、膜層102の他の表面102bに隣接したアノード触媒層106と、を備え、膜層102は、カソード触媒層104とアノード触媒層106との間に配置され、接着層108が膜層102の他の表面102bに隣接し、接着層108はアノード触媒層106の表面106aと、エッジ部分112を有するサブガスケット層110とに当接し、サブガスケット層110は接着層108の表面108aに隣接し、接着層108は、サブガスケット層110と膜層102との間に配置され、カソード触媒層104及びアノード触媒層106は、サブガスケット層110のエッジ部分112に対して膜層102の長さに沿って延在し、カソード触媒層104は、サブガスケット層110のエッジ部分112に対してアノード触媒層106よりも膜層102の長さに沿って大きい長さだけ延在する。即ち、カソード触媒層104及びアノード触媒層106は、互いに対して、重なり合った、互い違いの又はオフセットの配置にある。更には、カソード触媒層104は、サブガスケット層110のエッジ部分112からカソード触媒層104のエッジ部分114にかけて測定されたときアノード触媒層106よりも長い。即ち、サブガスケット層110のエッジ部分112からカソード触媒層104のエッジ部分114にかけて測定されたときのカソード触媒層104の長さは、サブガスケット層110のエッジ部分112からアノード触媒層106のエッジ部分116にかけて測定されたときのカソード触媒層106の長さよりも長い。
本発明の一態様によれば、サブガスケット層110のエッジ部分112と、カソード触媒層104のエッジ部分114との間の距離は、約0.1ミリメートルから約5ミリメートルの範囲にある。本発明の別の態様によれば、サブガスケット層110のエッジ部分112とカソード触媒層104のエッジ部分114との間の距離は、約1.5ミリメートルから約2.5ミリメートルの範囲にある。
本発明の一態様によれば、接着層108の一部分は、接着侵入層118を形成するため、アノード触媒層106へと侵入する。接着侵入層118は、アノード触媒層106とサブガスケット層110との間に配置されている。本発明の一態様によれば、接着侵入層118は、アノード触媒層106の深さの上側部分の約10%内へと侵入している。
図8を参照すると、カソード触媒層面積よりも局所的に大きいアノード触媒層面積を有する膜電極アッセンブリの概略図が示されており、本発明の第2の実施例に従って、サブガスケットはアノード触媒層と重なり合い、接着層は、サブガスケットとアノード触媒層との間に配置されている。
より詳しくは、全体として200で示された膜電極アッセンブリは、主要には、膜層202と、膜層202の表面202aに隣接したカソード触媒層204と、膜層202の他の表面202bに隣接したアノード触媒層206と、を備え、膜層202は、カソード触媒層204とアノード触媒層206との間に配置され、接着層208は膜層202の他の表面202bに隣接し、接着層208はアノード触媒層206の表面206aと、エッジ部分212を有するサブガスケット層210とに当接し、サブガスケット層210は接着層208の表面208aに隣接し、接着層208は、サブガスケット層210と膜層202との間に配置され、カソード触媒層204及びアノード触媒層206は、サブガスケット層210のエッジ部分212に対してカソード触媒層204よりも膜202の長さに沿って大きい長さだけ延在する。即ち、カソード触媒層204及びアノード触媒層206は、互いに対して、重なり合った、互い違いの又はオフセットの配置にある。更に加えて、アノード触媒層206は、サブガスケット層210のエッジ部分212からアノード触媒層204のエッジ部分214にかけて測定されたときカソード触媒層204よりも長い。即ち、サブガスケット層210のエッジ部分212からカソード触媒層204のエッジ部分216にかけて測定されたときのアノード触媒層206の長さは、サブガスケット層210のエッジ部分212からカソード触媒層204のエッジ部分216にかけて測定されたときのカソード触媒層204の長さよりも長い。
本発明の一態様によれば、サブガスケット層210のエッジ部分212とアノード触媒層206のエッジ部分214との間の距離は、約0.1ミリメートルから約5ミリメートルの範囲にある。本発明の別の態様によれば、サブガスケット層210のエッジ部分212とアノード触媒層206のエッジ部分214との間の距離は、約1.5ミリメートルから約2.5ミリメートルの範囲にある。
本発明の一態様によれば、接着層208の一部分は、接着侵入層218を形成するため、アノード触媒層206へと侵入する。接着侵入層218は、アノード触媒層206とサブガスケット層210との間に配置されている。本発明の一態様によれば、接着侵入層218は、アノード触媒層206の深さの上側部分の約10%内へと侵入している。
図9を参照すると、アノード触媒層面積よりも局所的に大きいカソード触媒層面積を有する膜電極アッセンブリの概略図が示されており、本発明の第3の実施例に従って、サブガスケットはカソード触媒層と重なり合い、接着層は、サブガスケットとカソード触媒層との間に配置されている。
より詳しくは、全体として300で示された膜電極アッセンブリは、主要には、膜層302と、膜層302の表面302aに隣接したカソード触媒層304と、膜層302の他の表面302bに隣接したアノード触媒層306と、を備え、膜層302は、カソード触媒層304と、アノード触媒層306と、の間に配置され、接着層308は膜層202の他の表面202bに隣接し、接着層308はカソード触媒層306の表面306aと、エッジ部分312を有するサブガスケット層310とに当接し、サブガスケット層310は接着層308の表面308aに隣接し、接着層308は、サブガスケット層310と膜層302との間に配置され、アノード触媒層304及びカソード触媒層306は、サブガスケット層310のエッジ部分312に対してアノード触媒層304よりも膜302の長さに沿って大きい長さだけ延在する。即ち、カソード触媒層306及びアノード触媒層304は、互いに対して、重なり合った、互い違いの又はオフセットの配置にある。更に加えて、カソード触媒層306は、サブガスケット層310のエッジ部分312からカソード触媒層306のエッジ部分314にかけて測定されたときアノード触媒層304よりも長い。即ち、サブガスケット層310のエッジ部分312からカソード触媒層306のエッジ部分314にかけて測定されたときのカソード触媒層306の長さは、サブガスケット層310のエッジ部分312からアノード触媒層304のエッジ部分316にかけて測定されたときのアノード触媒層304の長さよりも長い。
本発明の一態様によれば、サブガスケット層310のエッジ部分312とカソード触媒層306のエッジ部分314との間の距離は、約0.1ミリメートルから約5ミリメートルの範囲にある。本発明の別の態様によれば、サブガスケット層310のエッジ部分312とカソード触媒層306のエッジ部分314との間の距離は、約1.5ミリメートルから約2.5ミリメートルの範囲にある。
本発明の一態様によれば、接着層308の一部分は、接着侵入層318を形成するためカソード触媒層306へと侵入する。接着侵入層318は、カソード触媒層306とサブガスケット層310との間に配置されている。本発明の一態様によれば、接着侵入層318は、カソード触媒層306の深さの上側部分の約10%内へと侵入している。
図10を参照すると、カソード触媒層面積よりも局所的に大きいアノード触媒層面積を有する膜電極アッセンブリの概略図が示されており、本発明の第4の実施例に従って、サブガスケットはカソード触媒層と重なり合い、接着層は、サブガスケットとカソード触媒層との間に配置されている。
より詳しくは、全体として400で示された膜電極アッセンブリは、主要には、膜層402と、膜層402の表面402aに隣接したアノード触媒層404と、膜層402の他の表面402bに隣接したカソード触媒層406と、を備え、膜層402は、アノード触媒層404とカソード触媒層406との間に配置され、接着層408は膜層402の他の表面402bに隣接し、接着層408は、カソード触媒層406の表面406aと、エッジ部分412を有するサブガスケット層410とに当接し、サブガスケット層410は接着層408の表面408aに隣接し、接着層408は、サブガスケット層410と膜層402との間に配置され、アノード触媒層404及びカソード触媒層406は、サブガスケット層410のエッジ部分412に対してカソード触媒層406よりも膜層402の長さに沿って延在する。即ち、アノード触媒層404及びカソード触媒層406は、互いに対して、重なり合った、互い違いの又はオフセットの配置にある。更に加えて、アノード触媒層404は、サブガスケット層410のエッジ部分412からアノード触媒層404のエッジ部分414にかけて測定されたときカソード触媒層406よりも長い。即ち、サブガスケット層410のエッジ部分412からアノード触媒層404のエッジ部分414にかけて測定されたときのアノード触媒層404の長さは、サブガスケット層410のエッジ部分412からカソード触媒層406のエッジ部分416にかけて測定されたときのカソード触媒層406の長さよりも長い。
本発明の一態様によれば、サブガスケット層410のエッジ部分412とアノード触媒層404のエッジ部分414との間の距離は、約0.1ミリメートルから約5ミリメートルの範囲にある。本発明の別の態様によれば、サブガスケット層410のエッジ部分412とアノード触媒層404のエッジ部分414との間の距離は、約1.5ミリメートルから約2.5ミリメートルの範囲にある。
本発明の一態様によれば、接着層408の一部分は、接着侵入層418を形成するため、カソード触媒層406へと侵入する。接着侵入層418は、カソード触媒層406とサブガスケット層410との間に配置されている。本発明の一態様によれば、接着侵入層418は、カソード触媒層406の深さの上側部分の約10%内へと侵入している。
前述した実施例に関しては、サブガスケット層は、ポリエステル、ポリエチレン、ポリイミド、及び、それらの組み合わせからなる群から選択された材料から構成される。例を挙げて説明すると、サブガスケット層108は、不浸透性のバリア膜として、マイヤー(R)(例えば、二軸配向ポリエチレンテレフタレート(BOPET)ポリエステル膜)又はPET(即ち、ポリエチレンテレフタレート)から構成することができるが、これらの例に限定されるものではない。しかし、例えばPEN(即ち、2,6−ナフタレンジカルボン酸ポリエチレン)、KAPTON(R)(即ち、ポリイミド膜)、他のポリエステル膜及び/又はその他等の他の材料も同様に用いることができる。本発明の一態様によれば、エッジアーキテクチャーは、ポリイミド膜に比べて、ガス浸透性の5倍及び10倍の減少に起因してPET又はPENのいずれかを備えている。加えて、湿気吸収は、ポリイミド膜と比べて、PET及びPENに関して3倍及び4倍だけ各々減少される。これらの厚さ範囲は、高い体積製造作業のために要求される5層膜電極アッセンブリ(概してMEA5として知られている)のエッジにある程度の剛性を付与するが、現在の自動車用途により要求される高いパワー密度の要求にとってまだ十分に薄い。
前述された実施例に関して、サブガスケット層は、約100μm以上の厚さを有する。本発明の別の態様によれば、サブガスケット層は、約6μmから約100μmの範囲の厚さを有する。本発明の更に別の態様によれば、サブガスケット層は、約12μmから約50μmの範囲の厚さを有する。
前述した実施例に関しては、接着層の接着剤には、圧力検知接着剤(PSA)、ホットメルト接着剤及び/又はその他が挙げられるが、それらに限定するものではない。PSAは、アクリル又はシリコンを基にした接着剤が挙げられるが、これらに限定されるものではない。ホットメルト接着剤には、ポリビニールアセテート又はエチルビニルアセテート/ポリエチレンのブレンドが挙げられるが、これらに限定されるものではない。本発明の一態様によれば、膜電極アッセンブリのエッジアーキテクチャーは、PSAの使用を備えている。PSAを、膜の耐久性に影響を及ぼさない室温で触媒被覆膜に塗布することができるからである。
前述した実施例に関しては、接着剤層は、約50μm以上の厚さを有する。本発明の別の態様によれば、接着剤層は、約6μmから約50μmの範囲の厚さを有する。本発明の更に別の態様によれば、接着剤層は、約8μmから約25μmの範囲の厚さを有する。
本発明の作動に関する特定の理論に拘束されること無く、これらの範囲は、接着剤の空洞部が存在しない連続的な接着膜を与え、接着剤が触媒層エッジで流れることを可能にし、これによって、触媒エッジと膜との間のガス気密シール部を提供する。本発明の作動に関する特定の理論に拘束されること無く、このガス気密シール部は、膜への直接的なガスアクセス及びこれに引き続く遊離基の形成を最小にする。この遊離基は、局所的な化学的劣化を加速させるものである。
前述された実施例に関して、膜電極アッセンブリ全体の耐久性は、従来の膜電極アッセンブリの形態と比較したとき2倍から3倍だけ改善される。典型的には、サブガスケット層(即ち、不浸透性のバリア膜)/接着剤のカソード側部への塗布は、約2倍の膜電極アッセンブリの耐久性の増大を与え、サブガスケット層(即ち、不浸透性のバリア膜)/接着剤のアノード側部への塗布は、約3倍の膜電極アッセンブリの耐久性の増大を与える。
本発明の作用の特定の理論に拘束されることなく、本発明を用いることによって実現することができる幾つかの利点が存在する。例えば、(1)接着剤で膜層にサブガスケット層を接着させることは、高体積の製造作業においてより容易に取り扱うためのより剛性の部分を提供し、(2)サブガスケット層(即ち、不浸透性のガスバリア膜)は、改善された膜全体の耐久性をもたらす局所的な電極の重なり合いに関係することなく、首尾一貫したエッジアーキテクチャー構成、例えば、カソード>アノード又はアノード>カソードのいずれかの構成を画定し、(3)サブガスケット層(即ち、不浸透性ガスバリア膜)と触媒層(即ち、電極)のエッジとの間の接着膜(即ち、接着侵入層)は、触媒被覆膜のエッジに沿って置かれた遊離したバリア膜と比較して、膜層への直接的なガスアクセスと、これに引き続いて生じる遊離基形成及び局所的な化学的劣化の加速と、を最小にし、(4)局所的なポリマー膜化学的劣化が、アノード触媒エッジとカソード触媒エッジとの間の領域で発生する場合に、サブガスケット層/接着層は、ガスの交錯を防止し、これによって膜全体の耐久性を改善する。
本発明の記載は、本質上単なる例示にしか過ぎず、本発明の要旨から逸脱しない変形は、本発明の範囲内にあることが意図されている。そのような変形は、本発明の精神及び範囲からの逸脱としてみなされるべきではない。
図1は、従来技術に係る、第1の従来の膜電極アッセンブリの概略図である。 図2は、従来技術に係る、第2の従来の膜電極アッセンブリの概略図である。 図3は、従来技術に係る、第2の従来の膜電極アッセンブリの概略図である。 図4は、従来技術に係る、第2の従来の膜電極アッセンブリの概略図である。 図5は、図1又は図3に表された従来の膜電極アッセンブリの概略図であり、触媒層は、従来技術に係るサブガスケットを覆ってテント形態が形成されている。 図6は、図2又は図4に表された従来の膜電極アッセンブリの概略図であり、触媒層は、従来技術に係るサブガスケットを覆ってテント形態が形成されている。 図7は、アノード触媒層領域よりも局所的に大きいカソード触媒層領域の概略図であり、本発明の第1の実施例に従って、サブガスケットはアノード触媒層に重なり合い、接着層はサブガスケット及びアノード触媒層の間に配置されている。 図8は、カソード触媒層領域よりも局所的に大きいアノード触媒層領域の概略図であり、本発明の第2の実施例に従って、サブガスケットはアノード触媒層に重なり合い、接着層はサブガスケット及びアノード触媒層の間に配置されている。 図9は、アノード触媒層領域よりも局所的に大きいカソード触媒層領域を有する膜電極アッセンブリの概略図であり、本発明の第3の実施例に従って、サブガスケットはカソード触媒層に重なり合い、接着層はサブガスケット及びカソード触媒層の間に配置されている。 図10は、カソード触媒層領域よりも局所的に大きいアノード触媒層領域を有する膜電極アッセンブリの概略図であり、本発明の第4の実施例に従って、サブガスケットはカソード触媒層に重なり合い、接着層はサブガスケット及びカソード触媒層の間に配置されている。

Claims (24)

  1. 膜電極アッセンブリであって、
    膜層と、
    前記膜層の表面に隣接したカソード触媒層と、
    前記膜層の他の表面に隣接したアノード触媒層であって、該膜層は前記カソード触媒層と前記アノード触媒層との間に配置されている、前記アノード触媒層と、
    前記膜層の他の表面に隣接した接着層であって、該接着層は前記アノード触媒層の表面と当接する、前記接着層と、
    エッジ部分を有するサブガスケット層であって、該サブガスケット層は前記接着層の表面に隣接し、該接着層は前記サブガスケット層と前記膜層との間に配置されている、前記サブガスケット層と、
    を備え、
    前記カソード触媒層及び前記アノード触媒層は前記サブガスケット層の前記エッジ部分に対して前記膜層の長さに沿って延在し、前記カソード触媒層は、前記サブガスケット層のエッジ部分に対して前記アノード触媒層よりも前記膜層の長さに沿ってより大きい長さだけ延在している、膜電極アッセンブリ。
  2. 前記接着層の一部分は、接着侵入層を形成するため前記アノード触媒層内へと侵入している、請求項1に記載の膜電極アッセンブリ。
  3. 前記接着侵入層は、前記アノード触媒層と前記サブガスケット層との間に配置されている、請求項2に記載の膜電極アッセンブリ。
  4. 前記サブガスケット層は、ポリエステル、ポリエチレン、ポリイミド、及び、それらの組み合わせからなる群から選択された材料から構成されている、請求項1に記載の膜電極アッセンブリ。
  5. 前記サブガスケット層のエッジ部分と前記カソード触媒層のエッジ部分との間の距離は、約0.1ミリメートル乃至約5ミリメートルの範囲内にある、請求項1に記載の膜電極アッセンブリ。
  6. 前記サブガスケット層のエッジ部分と前記カソード触媒層のエッジ部分との間の距離は、約1.5ミリメートル乃至約2.5ミリメートルの範囲内にある、請求項1に記載の膜電極アッセンブリ。
  7. 膜電極アッセンブリであって、
    膜層と、
    前記膜層の表面に隣接したカソード触媒層と、
    前記膜層の他の表面に隣接したアノード触媒層であって、該膜層は前記カソード触媒層と前記アノード触媒層との間に配置されている、前記アノード触媒層と、
    前記膜層の他の表面に隣接した接着層であって、該接着層は前記アノード触媒層の表面と当接する、前記接着層と、
    エッジ部分を有するサブガスケット層であって、該サブガスケット層は前記接着層の表面に隣接し、該接着層は前記サブガスケット層と前記膜層との間に配置されている、前記サブガスケット層と、
    を備え、
    前記カソード触媒層及び前記アノード触媒層は前記サブガスケット層の前記エッジ部分に対して前記膜層の長さに沿って延在し、前記アノード触媒層は、前記サブガスケット層のエッジ部分に対して前記カソード触媒層よりも前記膜層の長さに沿ってより大きい長さだけ延在している、膜電極アッセンブリ。
  8. 前記接着層の一部分は、接着侵入層を形成するため前記アノード触媒層内へと侵入している、請求項7に記載の膜電極アッセンブリ。
  9. 前記接着侵入層は、前記アノード触媒層と前記サブガスケット層との間に配置されている、請求項8に記載の膜電極アッセンブリ。
  10. 前記サブガスケット層は、ポリエステル、ポリエチレン、ポリイミド、及び、それらの組み合わせからなる群から選択された材料から構成されている、請求項7に記載の膜電極アッセンブリ。
  11. 前記サブガスケット層のエッジ部分と前記アノード触媒層のエッジ部分との間の距離は、約0.1ミリメートル乃至約5ミリメートルの範囲内にある、請求項7に記載の膜電極アッセンブリ。
  12. 前記サブガスケット層のエッジ部分と前記アノード触媒層のエッジ部分との間の距離は、約1.5ミリメートル乃至約2.5ミリメートルの範囲内にある、請求項7に記載の膜電極アッセンブリ。
  13. 膜電極アッセンブリであって、
    膜層と、
    前記膜層の表面に隣接したアノード触媒層と、
    前記膜層の他の表面に隣接したカソード触媒層であって、該膜層は前記カソード触媒層と前記アノード触媒層との間に配置されている、前記カソード触媒層と、
    前記膜層の他の表面に隣接した接着層であって、該接着層は前記カソード触媒層の表面と当接する、前記接着層と、
    エッジ部分を有するサブガスケット層であって、該サブガスケット層は前記接着層の表面に隣接し、該接着層は前記サブガスケット層と前記膜層との間に配置されている、前記サブガスケット層と、
    を備え、
    前記カソード触媒層及び前記アノード触媒層は前記サブガスケット層の前記エッジ部分に対して前記膜層の長さに沿って延在し、前記カソード触媒層は、前記サブガスケット層のエッジ部分に対して前記アノード触媒層よりも前記膜層の長さに沿ってより大きい長さだけ延在している、膜電極アッセンブリ。
  14. 前記接着層の一部分は、接着侵入層を形成するため前記カソード触媒層内へと侵入している、請求項13に記載の膜電極アッセンブリ。
  15. 前記接着侵入層は、前記カソード触媒層と前記サブガスケット層との間に配置されている、請求項14に記載の膜電極アッセンブリ。
  16. 前記サブガスケット層は、ポリエステル、ポリエチレン、ポリイミド、及び、それらの組み合わせからなる群から選択された材料から構成されている、請求項13に記載の膜電極アッセンブリ。
  17. 前記サブガスケット層のエッジ部分と前記カソード触媒層のエッジ部分との間の距離は、約0.1ミリメートル乃至約5ミリメートルの範囲内にある、請求項13に記載の膜電極アッセンブリ。
  18. 前記サブガスケット層のエッジ部分と前記カソード触媒層のエッジ部分との間の距離は、約1.5ミリメートル乃至約2.5ミリメートルの範囲内にある、請求項13に記載の膜電極アッセンブリ。
  19. 膜電極アッセンブリであって、
    膜層と、
    前記膜層の表面に隣接したアノード触媒層と、
    前記膜層の他の表面に隣接したカソード触媒層であって、該膜層は前記カソード触媒層と前記アノード触媒層との間に配置されている、前記カソード触媒層と、
    前記膜層の他の表面に隣接した接着層であって、該接着層は前記カソード触媒層の表面と当接する、前記接着層と、
    エッジ部分を有するサブガスケット層であって、該サブガスケット層は前記接着層の表面に隣接し、該接着層は前記サブガスケット層と前記膜層との間に配置されている、前記サブガスケット層と、
    を備え、
    前記カソード触媒層及び前記アノード触媒層は前記サブガスケット層の前記エッジ部分に対して前記膜層の長さに沿って延在し、前記アノード触媒層は、前記サブガスケット層のエッジ部分に対して前記カソード触媒層よりも前記膜層の長さに沿ってより大きい長さだけ延在している、膜電極アッセンブリ。
  20. 前記接着層の一部分は、接着侵入層を形成するため前記カソード触媒層内へと侵入している、請求項19に記載の膜電極アッセンブリ。
  21. 前記接着侵入層は、前記カソード触媒層と前記サブガスケット層との間に配置されている、請求項20に記載の膜電極アッセンブリ。
  22. 前記サブガスケット層は、ポリエステル、ポリエチレン、ポリイミド、及び、それらの組み合わせからなる群から選択された材料から構成されている、請求項19に記載の膜電極アッセンブリ。
  23. 前記サブガスケット層のエッジ部分と前記アノード触媒層のエッジ部分との間の距離は、約0.1ミリメートル乃至約5ミリメートルの範囲内にある、請求項19に記載の膜電極アッセンブリ。
  24. 前記サブガスケット層のエッジ部分と前記アノード触媒層のエッジ部分との間の距離は、約1.5ミリメートル乃至約2.5ミリメートルの範囲内にある、請求項19に記載の膜電極アッセンブリ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009038091A1 (ja) 2007-09-19 2009-03-26 Ulvac, Inc. 太陽電池の製造方法
JP2013114843A (ja) * 2011-11-28 2013-06-10 Honda Motor Co Ltd 燃料電池

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8168025B2 (en) * 2006-04-21 2012-05-01 Bdf Ip Holdings Ltd. Methods of making components for electrochemical cells
JP5319073B2 (ja) * 2007-03-20 2013-10-16 帝人デュポンフィルム株式会社 固体高分子電解質膜補強用二軸配向ポリエステルフィルム
US8512907B2 (en) * 2007-09-27 2013-08-20 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Membrane catalyst layer assembly with reinforcing films, membrane electrode assembly with reinforcing films, and polymer electrolyte fuel cells
US8426078B2 (en) * 2007-12-21 2013-04-23 3M Innovative Properties Company Manufacturing of fuel cell membrane electrode assemblies incorporating photocurable cationic crosslinkable resin gasket
US9803058B2 (en) * 2008-06-24 2017-10-31 Audi Ag Membrane with increased durability from partial ion exchange
US9027242B2 (en) 2011-09-22 2015-05-12 Blue Spark Technologies, Inc. Cell attachment method
JP6104050B2 (ja) * 2012-06-29 2017-03-29 本田技研工業株式会社 燃料電池用電解質膜・電極構造体
US9076998B2 (en) 2012-09-12 2015-07-07 GM Global Technology Operations LLC Fuel-cell membrane-subgasket assemblies comprising coated subgaskets, and fuel-cell assemblies and fuel-cell stacks comprising the fuel-cell membrane subgasket assemblies
US9911988B2 (en) * 2012-10-04 2018-03-06 GM Global Technology Operations LLC Subgasket design to dissipate thermal energy generated from catalytic combustion experienced in a PEM fuel cell
DE102012020975A1 (de) * 2012-10-25 2014-04-30 Volkswagen Aktiengesellschaft Membran-Elektroden-Anordnung, Brennstoffzelle mit einer solchen und Kraftfahrzeug mit der Brennstoffzelle
KR101484206B1 (ko) 2013-05-02 2015-01-16 현대자동차 주식회사 연료전지용 막-전극 접합체
JP6245194B2 (ja) * 2015-03-03 2017-12-13 トヨタ自動車株式会社 燃料電池単セル及び燃料電池単セルの製造方法
EP4086993A1 (en) * 2019-12-31 2022-11-09 Kolon Industries, Inc. Membrane-electrode assembly capable of improving reverse voltage durability of fuel cell, method for manufacturing same, and fuel cell including same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003068323A (ja) * 2001-08-29 2003-03-07 Honda Motor Co Ltd 膜・電極構造体及び燃料電池
US20030221311A1 (en) * 2002-03-20 2003-12-04 Smith Jeffrey A. Fuel cell assembly and sealing

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3985578A (en) * 1975-06-27 1976-10-12 General Motors Corporation Tailored-carbon substrate for fuel cell electrodes
WO1992022096A2 (en) 1991-06-04 1992-12-10 Ballard Power Systems Inc. Gasketed membrane electrode assembly for electrochemical fuel cells
US5272017A (en) * 1992-04-03 1993-12-21 General Motors Corporation Membrane-electrode assemblies for electrochemical cells
US5528191A (en) * 1994-09-12 1996-06-18 Fuji Photo Film Co., Ltd. Logarithmic amplifier having improved speed response
US5624769A (en) * 1995-12-22 1997-04-29 General Motors Corporation Corrosion resistant PEM fuel cell
US5776624A (en) * 1996-12-23 1998-07-07 General Motors Corporation Brazed bipolar plates for PEM fuel cells
US6103409A (en) * 1998-02-10 2000-08-15 General Motors Corporation Fuel cell flooding detection and correction
US6521381B1 (en) * 1999-03-16 2003-02-18 General Motors Corporation Electrode and membrane-electrode assemblies for electrochemical cells
US6277513B1 (en) * 1999-04-12 2001-08-21 General Motors Corporation Layered electrode for electrochemical cells
US6528191B1 (en) * 1999-10-12 2003-03-04 General Motors Corporation Apparatus for monitoring a hydrogen containing gas stream
US6350539B1 (en) * 1999-10-25 2002-02-26 General Motors Corporation Composite gas distribution structure for fuel cell
US6372376B1 (en) * 1999-12-07 2002-04-16 General Motors Corporation Corrosion resistant PEM fuel cell
US6376111B1 (en) * 2000-01-25 2002-04-23 General Motors Corporation System and method for controlling the humidity level of a fuel cell
US6566004B1 (en) * 2000-08-31 2003-05-20 General Motors Corporation Fuel cell with variable porosity gas distribution layers
US6663994B1 (en) * 2000-10-23 2003-12-16 General Motors Corporation Fuel cell with convoluted MEA
US6524736B1 (en) * 2000-10-18 2003-02-25 General Motors Corporation Methods of preparing membrane electrode assemblies
US6937187B2 (en) * 2000-11-17 2005-08-30 Global Locate, Inc. Method and apparatus for forming a dynamic model to locate position of a satellite receiver
US6777120B2 (en) * 2001-05-23 2004-08-17 General Motors Corporation Relative humidity sensor with compensation for changes in pressure and gas composition
US6630260B2 (en) * 2001-07-20 2003-10-07 General Motors Corporation Water vapor transfer device for a fuel cell power plant
US6811918B2 (en) * 2001-11-20 2004-11-02 General Motors Corporation Low contact resistance PEM fuel cell
US6824909B2 (en) * 2002-07-09 2004-11-30 General Motors Corporation Low-humidification and durable fuel cell membrane
US6794068B2 (en) * 2002-08-29 2004-09-21 General Motors Corporation Fuel cell stack design and method of operation
US7977005B2 (en) * 2002-10-08 2011-07-12 GM Global Technology Operations LLC Edge-protected catalyst-coated membrane electrode assemblies
US6793544B2 (en) * 2003-02-05 2004-09-21 General Motors Corporation Corrosion resistant fuel cell terminal plates
US6921601B2 (en) 2003-05-16 2005-07-26 General Motors Corporation Fuel cell stack humidification method incorporating an accumulation device
KR101146519B1 (ko) * 2003-07-14 2012-07-05 우미코레 아게 운트 코 카게 물의 전기 분해를 위한 멤브레인-전극 유니트
US20050026012A1 (en) * 2003-07-28 2005-02-03 O'hara Jeanette E. Diffusion media tailored to account for variations in operating humidity and devices incorporating the same
US6967039B2 (en) * 2003-07-28 2005-11-22 General Motors Corporation Untreated diffusion media with mesoporous layer and devices incorporating the same
US7332240B2 (en) * 2003-07-28 2008-02-19 General Motors Corporation Spatially varying diffusion media and devices incorporating the same
GB0319780D0 (en) * 2003-08-22 2003-09-24 Johnson Matthey Plc Membrane electrode assembly
JP4304101B2 (ja) * 2003-12-24 2009-07-29 本田技研工業株式会社 電解質膜・電極構造体及び燃料電池
US7914943B2 (en) * 2005-08-19 2011-03-29 Daimler Ag Integrated seal for fuel cell assembly and fuel cell stack

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003068323A (ja) * 2001-08-29 2003-03-07 Honda Motor Co Ltd 膜・電極構造体及び燃料電池
US20030221311A1 (en) * 2002-03-20 2003-12-04 Smith Jeffrey A. Fuel cell assembly and sealing

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009038091A1 (ja) 2007-09-19 2009-03-26 Ulvac, Inc. 太陽電池の製造方法
JP2013114843A (ja) * 2011-11-28 2013-06-10 Honda Motor Co Ltd 燃料電池

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