JP2008262893A - 膜電極接合体の製造方法、膜電極接合体並びにその製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電解質膜2の両面の各々に触媒層5A,5Bおよびガス拡散層6A,6Bを設けた膜電極接合体1の製造方法であって、前記電解質膜2の少なくとも一方面で、かつ前記触媒層5A,5Bおよびガス拡散層6A,6Bの周りの縁部に対し、前記触媒層およびガス拡散層の厚さに応じて成形厚さを制御して、樹脂製のガスケット部8A,8Bを一体的に成形する。
【選択図】図12
Description
上記のように構成した本発明に係る膜電極接合体は、電解質膜の縁部に対し、触媒層およびガス拡散層の厚さに応じて成形厚さを制御して樹脂製のガスケット部が一体的に成形されているため、厚さの異なる複数種類のガスケットを予め準備する必要なしに、最適な厚さのガスケット部が実現できる。したがって、この膜電極接合体を用いて燃料電池を構成した際に、ガス拡散層が最適な厚さに押し潰されてガス拡散性能、排水性能および電気抵抗が良好に保たれ、燃料電池の発電効率が向上される。
図1は、本発明に係る膜電極接合体の平面図、図2は、図1のII−II線に沿う部分断面図、図3は、燃料電池の部分断面図である。
第2実施形態に係る膜電極接合体の製造装置50および製造方法は、ガスケット部8A,8Bを圧縮成形する点で、ガスケット部8A,8Bを射出成形または射出熱圧縮成形する第1実施形態に係る製造装置20および製造方法と異なる。なお、第2実施形態において製造される膜電極接合体1に関しては、第1実施形態に係る膜電極接合体1と同一の構造を有している。
第3実施形態に係る膜電極接合体の製造装置70および製造方法は、一方のガスケット部8Aを射出成形または射出熱圧縮成形し,他方のガスケット部8Bを圧縮成形する点で、第1,第2実施形態に係る製造装置20,50および製造方法と異なる。なお、第3実施形態において製造される膜電極接合体1に関しては、第1,第2実施形態に係る膜電極接合体1と同一の構造を有している。
2 電解質膜、
3 燃料極、
4 空気極、
5A,5B 第1触媒層,第2触媒層、
6A,6B 第1ガス拡散層,第2ガス拡散層、
8A,8B 第1ガスケット部,第2ガスケット部、
10A,10B 傾斜面、
20,50,70 膜電極接合体の製造装置、
21 予備接合体、
24A,51A 第1可動ブロック、
24B,51B 第2可動ブロック、
25A,51A,71A 第1成形型、
25B,51B,71B 第2成形型、
28A,28B 第1制御部,第2制御部、
29A,29B 第1計測部,第2計測部、
31A,31B 第1把持部,第2把持部、
35A,35B 把持部傾斜面、
36A,36B,72 ゲート、
37A,37B 供給管、
39A,39B 第1ブロック収容部,第2ブロック収容部、
40A,40B 第1対向面,第2対向面、
41A,41B 対向面内側部、
42A,42B 第1射出空間,第2射出空間(成形空間)、
53 第1加熱部、
54 第2加熱部、
55 ブロック冷却部、
56A 第1中央部、
56B 第2中央部、
57A 第1成形型冷却部、
57B 第2成形型冷却部、
60A,60B,74 充填材料(樹脂材)。
Claims (18)
- 電解質膜の両面の各々に触媒層およびガス拡散層を設けた膜電極接合体の製造方法であって、
前記電解質膜の少なくとも一方面で、かつ前記触媒層およびガス拡散層の周りの縁部に対し、前記触媒層およびガス拡散層の厚さに応じて成形厚さを制御して、樹脂製のガスケット部を一体的に成形することを特徴とする膜電極接合体の製造方法。 - 前記電解質膜の両面に、各々の面に適合する厚さのガスケット部を一体的に成形することを特徴とする請求項1に記載の膜電極接合体の製造方法。
- 前記触媒層およびガス拡散層の厚さを計測し、当該触媒層およびガス拡散層の厚さに対応する厚さのガスケット部を成形することを特徴とする請求項1または2に記載の膜電極接合体の製造方法。
- 前記ガスケット部を、射出成形または射出圧縮成形により成形することを特徴とする特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の膜電極接合体の製造方法。
- 前記ガスケット部の外周の角部が傾斜面となるよう成形型により成形空間を形成し、この傾斜面に対応する部位に設けた成形型のゲートから、前記成形空間に樹脂材を射出することを特徴とする請求項4に記載の膜電極接合体の製造方法。
- 前記ゲートは、ピンゲートまたはフィルムゲートであることを特徴とする請求項5に記載の膜電極接合体の製造方法。
- 前記ガスケット部を、圧縮成形により成形することを特徴とする特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の膜電極接合体の製造方法。
- 電解質膜の両面の各々に触媒層およびガス拡散層を設けた膜電極接合体であって、
前記電解質膜の少なくとも一方面で、かつ前記触媒層およびガス拡散層の周りの縁部に対し、前記触媒層およびガス拡散層の厚さに応じて成形厚さが異なる樹脂製のガスケット部が一体的に成形されたことを特徴とする膜電極接合体。 - 前記電解質膜の両面に、各々の面に適合する厚さのガスケット部が一体的に成形されたことを特徴とする請求項8に記載の膜電極接合体。
- 前記ガスケット部は、射出成形または射出圧縮成形により成形されたことを特徴とする特徴とする請求項8または9に記載の膜電極接合体。
- 前記ガスケット部は、当該ガスケット部の外周の角部に形成される傾斜面から、樹脂材が射出されて成形されたことを特徴とする請求項10に記載の膜電極接合体。
- 前記ガスケット部は、圧縮成形により成形されたことを特徴とする特徴とする請求項8または9に記載の膜電極接合体。
- 電解質膜の両面の各々に触媒層およびガス拡散層を設けた膜電極接合体の製造装置であって、
前記電解質膜の前記触媒層およびガス拡散層の周りの縁部を両面から把持する把持部が形成され、樹脂材を成形するための成形型と、
前記触媒層およびガス拡散層の厚さを計測する計測部と、
前記把持部の内側面に沿って電解質膜に対して進退動可能であり、前記電解質膜に対向する対向面が形成され、当該対向面の把持部と反対側がガス拡散層の外周端部と対向する可動ブロックと、
前記計測部により計測された触媒層およびガス拡散層の厚さに応じて前記可動ブロックの進退動を制御する制御部と、
を有することを特徴とする膜電極接合体の製造装置。 - 前記把持部は、当該把持部の内側角部に電解質膜の面に対して傾斜して形成される把持部傾斜面を有し、当該把持部傾斜面に、樹脂材を射出するゲートが設けられることを特徴とする請求項13に記載の膜電極接合体の製造装置。
- 前記ゲートは、ピンゲートまたはフィルムゲートであることを特徴とする請求項14に記載の膜電極接合体の製造装置。
- 前記可動ブロックは、当該可動ブロックを加熱するための加熱部を有することを特徴とする請求項13〜15のいずれか1項に記載の膜電極接合体の製造装置。
- 前記可動ブロックは、当該可動ブロックを冷却するためのブロック冷却部を有することを特徴とする請求項13〜16のいずれか1項に記載の膜電極接合体の製造装置。
- 前記成形型は、当該成形型の前記ガス拡散層と近接または接する部位を冷却する成形型冷却部を有することを特徴とする請求項1〜17のいずれか1項に記載の膜電極接合体の製造装置。
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