JP2008124004A - 燃料電池用電極の製造方法及び製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】材料を加熱する少なくとも一つの加熱ユニットを配置し、少なくとも一つの加熱ユニットによって材料を気化させて触媒粒子を生成し、生成された触媒粒子を炭素担体に供給して付着させる燃料電池用電極の製造方法とした。また、工程チャンバーと、工程チャンバーの内部に設置され、材料を直接的に加熱して触媒粒子を発生させる触媒粒子発生装置と、工程チャンバーの内部に配置される炭素担体を移動させる移送装置とを備える。
【選択図】図2
Description
11 加熱体
12 加熱要素
21 炭素担体
30 流動発生源
40 支持部材
50 冷却ユニット
100 工程チャンバー
110 触媒粒子発生装置
120 移送装置
121 供給リール
122 巻取リール
130 ダクト
140 多孔板
Claims (24)
- 金属触媒が担体に担持されている触媒担持体を持つ燃料電池用電極の製造方法であって、
(a)材料を加熱する少なくとも一つの加熱ユニットを配置する段階と、
(b)前記少なくとも一つの加熱ユニットを介して材料を気化させて触媒粒子を生成する段階と、
(c)生成された触媒粒子を炭素担体に供給して付着させる段階と、
を含むことを特徴とする、燃料電池用電極の製造方法。 - 上記(a)段階は、複数の加熱ユニットを水平及び垂直に配列する段階を含むことを特徴とする、請求項1に記載の燃料電池用電極の製造方法。
- 前記触媒粒子を生成して前記炭素担体をコーティングするように前記加熱ユニットを同時に作動させる段階をさらに含むことを特徴とする、請求項2に記載の燃料電池用電極の製造方法。
- 上記(b)段階は、前記材料の表面を直接的に加熱する段階を含むことを特徴とする、請求項1に記載の燃料電池用電極の製造方法。
- 前記加熱ユニットは、前記材料が安置され、安置された材料と接する加熱体と、前記加熱体の内部に埋設されて発熱する加熱要素と、を備えることを特徴とする、請求項4に記載の燃料電池用電極の製造方法。
- 前記炭素担体は、炭素布や炭素紙からなり、
前記製造方法は、前記炭素布または炭素紙を移送させる段階をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の燃料電池用電極の製造方法。 - 気体流動を発生させる流動発生源を用いて前記(b)段階で生成された触媒粒子を前記炭素担体に移動させる段階をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の燃料電池用電極の製造方法。
- 前記(c)段階は、前記炭素担体を冷却させる段階を含むことを特徴とする、請求項1に記載の燃料電池用電極の製造方法。
- 前記材料は、白金塊りであることを特徴とする、請求項5に記載の燃料電池用電極の製造方法。
- 前記材料と接する加熱体の温度を1000℃〜1700℃間で制御することを特徴とする、請求項9に記載の燃料電池用電極の製造方法。
- 金属触媒が担体に担持されている触媒担持体を持つ燃料電池用電極を製造する装置にであって、
工程を行うための空間を有する工程チャンバーと、
前記工程チャンバーの内部に設置され、材料を直接的に加熱して触媒粒子を発生させる触媒粒子発生装置と、
前記工程チャンバーの内部に配置される炭素担体を移動させる移送装置と、
を備えることを特徴とする、燃料電池用電極の製造装置。 - 前記触媒粒子発生装置は、複数の加熱ユニットを備え、前記加熱ユニットは、材料が安置され、安置された材料と接する加熱体と、前記加熱体の内部に埋設されて発熱する加熱要素とを備えることを特徴とする、請求項11に記載の燃料電池用電極の製造装置。
- 前記各加熱ニットの加熱体は板状であり、前記加熱要素は、前記材料と近接する位置においてジグザグ状に折り曲げられた電熱線であることを特徴とする、請求項12に記載の燃料電池用電極の製造装置。
- 前記触媒粒子発生装置より生成された触媒粒子を前記炭素担体に流動させる流動発生源をさらに備えることを特徴とする、請求項11に記載の燃料電池用電極の製造装置。
- 前記炭素担体を支持する支持部材と、
前記支持部材を冷却させる冷却ユニットと、
をさらに備えることを特徴とする、請求項11に記載の燃料電池用電極の製造装置。 - 前記移送装置は、前記工程チャンバーの内部に移送される炭素担体が巻き取られる供給リールと、前記工程チャンバーの内部で触媒粒子の付着した炭素担体を巻き取る巻取リールと、を備えることを特徴とする、請求項11に記載の燃料電池用電極の製造装置。
- 前記流動発生源は、送風ファン及びファンモーターとを含む送風装置を備えることを特徴とする、請求項14に記載の燃料電池用電極の製造装置。
- 前記流動発生源は、空気ポンプや圧縮されたガスで充填されたガスタンクであることを特徴とする、請求項14に記載の燃料電池用電極の製造装置。
- 前記送風装置は、前記工程チャンバーの一側にダクトを介して連通され、前記工程チャンバーの他側には排気口が形成され、前記送風装置が作動すると、気流が前記ダクトを通って前記工程チャンバーに流入し、工程チャンバー内部を経由して前記排気口から排出されることを特徴とする、請求項17に記載の燃料電池用電極の製造装置。
- 前記工程チャンバーの内部には、該工程チャンバーに流入する空気の流動を均一に分散させるように複数の分散穴を有する多孔板がさらに備えられることを特徴とする、請求項19に記載の燃料電池用電極の製造装置。
- 前記複数の分散穴は、その大きさが前記ダクトに臨む中心部から外周側に行くにつれて次第に大きくなるように配置され、該多孔板の下流側には複数の加熱ユニットが配列されることを特徴とする、請求項20に記載の燃料電池用電極の製造装置。
- 前記炭素担体は、空気の流動方向に沿って前記加熱ユニットから一定の距離隔たって配置され、前記移送装置によって空気の流動方向と交差する方向に移動することを特徴とする、請求項21に記載の燃料電池用電極の製造装置。
- 前記送風装置、加熱ユニット及び移送装置が動作すると、前記送風装置より発生する空気の流動が前記ダクト及び多孔板を通過して前記工程チャンバー内に供給され、前記加熱ユニットによって微細な触媒粒子が生成され、生成された触媒粒子は空気の流動に乗って前記炭素担体に移動して付着することを特徴とする、請求項22に記載の燃料電池用電極の製造装置。
- 前記炭素担体が、前記流動発生源より発生した空気の流動方向に交差する方向に一定の速度で移送し、触媒層コーティング工程が連続して行われることを特徴とする、請求項14に記載の燃料電池用電極の製造装置。
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