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

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 Download PDF

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Abstract

【課題】複数種類のガスケットを準備することなく最適厚さのガスケットを容易に適用でき、かつ発電効率の優れた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を提供する。
【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

本発明は、燃料電池を構成する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に関する。
燃料電池は、一般的に、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を、セパレータを介在しつつ積層して構成されている。この膜電極接合体の外周部は、触媒層およびガス拡散層が設けられずに電解質膜が露出しており、ここにセパレータとの間を密封するための樹脂製のガスケットが適用される(例えば、特許文献1参照)。このガスケットは、ガス拡散層の厚さとの関係から最適な厚さが決定される。したがって、ガス拡散層の寸法にばらつきがある場合には、ガスケットの厚さを変更するために、厚さの異なる複数種類のガスケットを準備する必要がある。ところが、このガスケットの種類を多数準備するにも、その種類には限度があるので、必ずしも最適な厚さのガスケットを適用できない場合がある。例えば、ガスケット厚さが小さい場合にはガス拡散層が過度に押し潰されてガス拡散性能および排水性能が悪化し、ガスケット厚さが大きい場合にはガス拡散層の電気抵抗が大きくなり、いずれの場合も発電効率が悪化する。
国際公開第01/017048号パンフレット
本発明は、上記従来技術に伴う課題を解決するためになされたものであり、複数種類のガスケットを準備することなく最適厚さのガスケットを容易に適用でき、かつ発電効率の優れた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を提供することを目的とする。
上記目的を達成する本発明に係る膜電極接合体の製造方法は、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。
上記目的を達成する本発明に係る膜電極接合体は、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。
上記目的を達成する本発明に係る膜電極接合体の製造装置は、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、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。
上記のように構成した本発明に係る膜電極接合体の製造方法は、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を一体的に成形するため、厚さの異なる複数種類のガスケットを予め準備することなく、最適な厚さのガスケット部を成形できる。したがって、製造された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。
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。
上記のように構成した本発明に係る膜電極接合体の製造装置は、電解質膜に対して進退動可能な可動ブロックを備えているため、可動ブロックの位置を制御部によって変更することにより、最適な厚さのガスケット部を成形できる。したがって、この製造装置により製造した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。
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。
<第1実施形態>
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1実施形態に係る膜電極接合体1は、図1,2に示すように、固体高分子電解質膜2を、その両側から燃料極3と空気極4とによって挟み込んだ積層構造を有している。固体高分子電解質膜2としては、スルホン酸基を有するパーフルオロカーボン重合体膜(商品名;ナフイオン1128(登録商標)、デュポン株式会社)などを使用することができる。燃料極3は、第1触媒層5Aおよび第1ガス拡散層6Aを含み、空気極4は、第2触媒層5Bおよび第2ガス拡散層6Bを含んでいる。この膜電極接合体1の両面には、触媒層5A,5Bおよびガス拡散層6A,6Bの周りに、電解質膜2と一体的に樹脂製の第1ガスケット部8Aおよび第2ガスケット部8Bが設けられる。第1,第2ガスケット部8A,8Bの厚さH1,H2は、第1,第2ガス拡散層6A,6Bの表面よりも低く形成されており、第1,第2ガス拡散層6A,6Bは、第1,第2ガスケット部8A,8Bよりもステップ高さH3,H4だけ高い。ガスケット部8A,8Bの表面の外周の角部には、表面に対して傾斜した傾斜面10A,10Bが形成される。
次に、第1実施形態に係る膜電極接合体の製造装置20について説明する。
ガスケット部8A,8Bに使用される樹脂材には、PEN(ポリエチレンナフタレート)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、PBT(ポリブチレンテレフタレート)、PA(ポリアミド)、PP(ポリプロピレン)、POM(ポリアセタール)、PC(ポリカーボネート)、PE(ポリエチレン)、PS(ポリスチレン)、ABS(アクリロニトリルブタジエンスチレン)、PMMA(アクリル)、PPS(ポリフェニレンサルファイド)、エポキシ、フェノール、不飽和ポリエステルおよび熱可塑性セラストマー等が適用される。
膜電極接合体1は、図3に示すように、燃料電池を構成した際にセパレータ9と重なる。このとき、ガスケット部8A,8Bはセパレータ9と密着し、燃料ガスや冷却水の漏出を防止する機能を果たす。ガス拡散層6A,6Bは、ガスケット部8A,8Bよりも高く形成されているために圧縮される。ガス拡散層6A,6Bが過度に押し潰されるとガス拡散性能および排水性能が悪化し、また押し潰される量が少なすぎると電気抵抗が大きくなる。したがって、ガスケット部8A,8Bの厚さH1,H2は、ガス拡散性能、排水性能および電気抵抗を考慮して最適な値で決定されることが好ましい。本実施形態では、ステップ高さH3,H4が例えば30〜200μmの範囲内の所定値となるように、ガスケット部8A,8Bの厚さH1,H2を設定するが、上記範囲内の値に限定されない。
図4は、ガスケット部が成形される前の予備接合体を示す平面図、図5は、図4のV−V線に沿う部分断面図、図6は、本発明に係る膜電極接合体の製造装置を示す側面図、図7は、図6のVII−VII線に沿う第1成形型の平面図、図8は、図6のVIII−VIII線に沿う第2成形型の平面図、図9は、図6のIX−IX線に沿う部分断面図である。
第1実施形態に係る膜電極接合体の製造装置20は、電解質膜2の両面に触媒層5A,5Bおよびガス拡散層6A,6Bを形成した予備接合体21(図4,5参照)を設置し、電解質膜2に対して樹脂材を射出してガスケット部8A,8Bを一体的に射出成形または射出熱圧縮成形する装置を含んでいる。予備接合体21は、電解質膜2の縁部に沿って、複数の貫通穴22を有している。
膜電極接合体の製造装置20は、図6〜9に示すように、内部にそれぞれ第1可動ブロック24Aおよび第2可動ブロック24Bを含んで対をなす第1成形型25Aおよび第2成形型25Bと、第1,第2成形型25A,25Bを押圧する押圧手段(不図示)と、第1,第2可動ブロック24A,24Bを駆動する第1駆動部26Aおよび第2駆動部26Bと、第1,第2駆動部26A,26Bを制御する第1制御部28Aおよび第2制御部28Bと、第1,第2成形型25A,25Bに配置され、第1触媒層5Aおよび第1ガス拡散層6Aの合計の厚さを計測する第1計測部29Aと、第2触媒層5Bおよび第2ガス拡散層6Bの合計の厚さを計測する第2計測部29Bと、を有している。
図9を参照し、第1成形型25Aおよび第2成形型25Bは、図示しない押圧手段により相対的に近接離間可能であり、それぞれの対向する面の外周に、電解質膜2の縁部を挟んで把持する第1把持部31Aおよび第2把持部31Bが形成される。第2把持部31Bの第1把持部31Aと対向する面には、周方向に複数の突起部32が形成され、第1把持部31Aの第2把持部31Bと対向する面には、凹状の突起部32が嵌合する嵌合部33が形成される。第1,第2把持部31A,31Bの内側角部は、電解質膜2を挟持する面に対して傾斜して把持部傾斜面35A,35Bが形成され、この把持部傾斜面35A,35Bに、樹脂材を射出する少なくとも1つのゲート36A,36Bが設けられる。
ゲート36A,36Bは、ピンゲートや、フィルム状の幅を有するフィルムゲートで形成される。ゲート36A,36Bは、成形型25A,25Bに外部から連結される供給管37A,37Bに連通し、供給管37A,37Bから樹脂材が供給される。
第1成形型25Aと第2成形型25Bのそれぞれの対向する面には、把持部31A,31Bの内側面に沿って、窪んだ溝形状の第1ブロック収容部39Aおよび第2ブロック収容部39Bが形成される。第1ブロック収容部39Aには、第1可動ブロック24Aが収容され、第2ブロック収容部39Bには、第2可動ブロック24Bが収容される。図7、図8に示すように、第1可動ブロック24Aおよび第2可動ブロック24Bは、第1ブロック収容部39Aおよび第2ブロック収容部39Bの形状に対応して、それぞれ周方向に4つのブロックに分割して設けられる。なお、分割数に限定はなく、また分割されていなくてもよい。
第1可動ブロック24Aは、サーボモータやシリンダ等を有する第1駆動部26Aにより、設置される予備接合体21の方向へ進退動可能となっている。また、第2可動ブロック24Bは、同様にサーボモータやシリンダ等を有する第2駆動部26Bにより、設置される予備接合体21の方向へ進退動可能となっている。第1可動ブロック24Aおよび第2可動ブロック24Bには、予備接合体21に対向する第1対向面40Aおよび第2対向面40Bが形成され、それぞれの対向面40A,40Bの把持部31A,31Bと反対側(内側)の対向面内側部41A,41Bが、ガス拡散層6A,6Bの外周端部と対向して位置する。第1,第2可動ブロック24A,24Bの進退動は、それぞれ第1,第2制御部28A,28Bにより制御される。
第1成形型25Aには、予備接合体21の第1ガス拡散層6Aに対向する位置に、第1触媒層5Aおよび第1ガス拡散層6Aの厚さを計測する少なくとも1つの第1計測部29Aが設けられる。第1計測部29Aは、例えば圧力計であり、予め決められた突出量で第1ガス拡散層6Aに接した際の圧力から第1触媒層5Aおよび第1ガス拡散層6Aの厚さが換算される。なお、第1計測部29Aとして、例えば変位計等を使用することも可能である。第1計測部29Aのぞれぞれは、第1制御部28Aに接続されており、第1計測部29Aからの計測信号が第1制御部28Aに入力される。第1制御部28Aは、複数の第1計測部29Aからの信号に基づいて第1触媒層5Aおよび第1ガス拡散層6Aの厚さの平均値を算出し、この計測結果に応じて、第1可動ブロック24Aを進退動させることができる。
また、第2成形型25Bにおいても同様に、予備接合体21の第2ガス拡散層6Bに対向する位置に、第2触媒層5Bおよび第2ガス拡散層6Bの厚さを計測する少なくとも1つの第2計測部29Bが設けられる。第2計測部29Bは、例えば圧力計であり、予め決められた突出量で第2ガス拡散層6Bに接した際の圧力から第2触媒層5Bおよび第2ガス拡散層6Bの厚さが換算される。なお、第2計測部29Bとして、例えば変位計等を使用することも可能である。第2計測部29Bのそれぞれは、第2制御部28Bに接続されており、第2計測部29Bからの計測信号が第2制御部28Bに入力される。第2制御部28Bは、複数の第2計測部29Bからの信号に基づいて第2触媒層5Bおよび第2ガス拡散層6Bの厚さの平均値を算出し、この計測結果に応じて、第2可動ブロック24Bを進退動させることができる。
次に、第1実施形態に係る膜電極接合体1の製造方法について説明する。
図10は、本実施形態に係る製造装置に予備接合体を載置した際を示す部分断面図、図11は、同製造装置の成形型を型締めした際を示す部分断面図、図12は、同製造装置の成形型に樹脂材を射出した際を示す部分断面図である。
初めに、図10に示すように、第2成形型25Bに予備接合体21を設置する。この際には、第2成形型25Bの突起部32を予備接合体21の貫通穴22に挿通する。これにより、射出成形の際に予備接合体21を確実に保持することができる。
次に、図11に示すように、第1成形型25Aと第2成形型25Bを押圧手段により近接させて型締めする。これにより、予備接合体21の電解質膜2が、第1把持部31Aと第2把持部31Bの間に挟まれて把持される。第2把持部31Bの突起部32は、第1把持部31Aの嵌合部33に嵌合する。また、第1可動ブロック24Aおよび第2可動ブロック24Bは、対向面内側部41A,41Bが第1,第2ガス拡散層6A,6Bを押圧しつつ接触する。これにより、電解質膜2のガス拡散層6A,6Bおよび触媒層5A,5Bの外側に、成形空間としての第1射出空間42Aおよび第2射出空間42Bが形成される。
次に、第1ガス拡散層6Aに接触した複数の第1計測部29Aから第1制御部28Aに入力される圧力値の信号に基づいて、第1触媒層5Aおよび第1ガス拡散層6Aの厚さの平均値を算出し、この結果に応じた所定量だけ、第1駆動部26Aを制御して第1可動ブロック24Aを進退動させる。ここで、第1計測部29Aにより計測される圧力値と第1触媒層5Aおよび第1ガス拡散層6Aの厚さの平均値は、予め実験により圧力値と厚さの関係を計測して記憶し、算出するのが望ましい。なお、圧力値を計測するのに代えて、変位計やレーザ計測機等を用いて計測することも可能であるが、その際には予め実験して圧力から厚さに換算する必要はない。以上のように、厚さ計測については公知の技術を適宜使用可能であるので、詳細は省略する。
同様に、第2ガス拡散層6Bに接触した複数の第2計測部29Bから第2制御部28Bに入力される信号に基づいて、第2触媒層5Bおよび第2ガス拡散層6Bの厚さの平均値を算出し、この結果に応じた所定量だけ、第2駆動部26Bを制御し第2可動ブロック24Bを進退動させる。
なお、触媒層5A,5Bの厚さは3〜20μmと極めて小さく、ばらつきも小さいのに対し、ガス拡散層6A,6Bの厚さは200〜600μm程度と大きく、ばらつきも大きい。そのため、ガス拡散層6A,6Bの厚さのみを予め測定して固体高分子電解質膜2に貼り付けることで予備接合体21を形成し、触媒層の厚さ(3〜20μm程度、或いは極小のため0とする)を加算することで、触媒層およびガス拡散層の厚さを計測することも可能である。但し、この場合には成形型内で計測することが出来ないので、作業性面でこの実施形態よりも劣ることになる。
この後、図12に示すように、供給管37A,37Bからゲート36A,36Bを介して第1射出空間42Aおよび第2射出空間42Bに樹脂材を射出する。
樹脂材が熱可塑性樹脂である場合には、溶融した状態で樹脂材を射出し、温度が低下して樹脂材が硬化した後に、第1成形型25Aと第2成形型25Bを離型させ、第1ガスケット部8Aおよび第2ガスケット部8Bが成形された膜電極接合体1が取り出される。
樹脂材が熱硬化性樹脂である場合には、液状の樹脂材を射出し、第1成形型25Aおよび第2成形型25Bに設けられるヒータ(不図示)によりに樹脂材を硬化温度以上に加熱して硬化させた後に、第1成形型25Aと第2成形型25Bを離型させ、第1ガスケット部8Aおよび第2ガスケット部8Bが成形された膜電極接合体1が取り出される。
このように製造された膜電極接合体1は、傾斜面10A,10Bから樹脂材が射出されるため、ゲート36A,36Bの切除残りのセパレータ9と接する表面からの突出および外周方向への突出を防止でき、燃料電池を構成した際に、セパレータ9との密着性を良好に保つことができる。
また、触媒層5Aおよびガス拡散層6A,触媒層5Bおよびガス拡散層6Bの厚さに応じて、それぞれ可動ブロック24A,24Bを移動させるため、触媒層5A,5Bおよびガスケット部8A,8Bをガス拡散層6A,6Bに対応する最適な厚さで成形できる。
この最適な厚さとは、例えば触媒層5Aおよびガス拡散層6A,触媒層5Bおよびガス拡散層6Bの厚さに対し、ガスケットの厚さH1、H2をそれぞれ80%の比率にする等である。なお、この比率はガス拡散層の種類に応じて適宜変更される。
また、射出成形の際には、可動ブロック24A,24Bがガス拡散層6A,6Bを圧縮しつつ接するため、樹脂材のガス拡散層6A,6Bへの浸透を抑制でき、ガス拡散層6A,6Bのガス拡散性能および排水性能の低下を抑制できる。
また、計測部29A,29Bにより触媒層5Aおよびガス拡散層6A,触媒層5Bおよびガス拡散層6Bの厚さを計測してガスケット部8A,8Bの厚さH1,H2を設定できるため、ガス拡散層6A,6Bの厚みにばらつきが生じた場合でも、ステップ高さH3,H4を最適な値に保つことが可能であり、ガス拡散層6A,6Bのガス拡散性能および排水性能の低下を抑制し、燃料電池の発電効率の低下を抑制できる。
また、ステップ高さH3,H4を個別に設定できるため、ガス拡散層6A,6Bのアノード側とカソード側が異なる材料であっても、それぞれを最適なステップ高さH3,H4に保つことができる。
また、ガスケット部8A,8Bを最適な寸法で一体的に成形できるため、複数種類のガスケットを予め準備する必要がなく、コストを削減できる。
また、本実施形態に係る膜電極接合体1は、ガスケット部8A,8Bが一体的に成形されているため、部品点数を削減でき、また、予めガスケット部8A,8Bを一体的に成形するために位置精度が向上する。また、ガスケットを別部材として設ける場合には、ガスケットと電解質膜の間に気泡や異物が混入する虞があるが、本実施形態に係る膜電極接合体の製造方法では、予めガスケット部8A,8Bを一体成形するために、気泡や異物が混入し難い。また、燃料電池を組み立てる際に別部材のガスケットを張り合わせる必要がないため、工数を削減できる。
<第2実施形態>
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。
図13は、第2実施形態に係る膜電極接合体の製造装置を示す部分断面図である。なお、第1実施形態と同様の機能を有する部位には同一の符号を付し、重複を避けるため、その説明を省略する。
第2実施形態に係る膜電極接合体の製造装置50は、電解質膜2の両面に触媒層5A,5Bおよびガス拡散層6A,6Bを形成した予備接合体21(図4,5参照)を設置し、電解質膜2に対してガスケット部8A,8Bを一体的に圧縮成形する装置を含んでいる。
この製造装置50は、図13に示すように、内部にそれぞれ第1可動ブロック51Aおよび第2可動ブロック51Bを含んで対をなす第1成形型52Aおよび第2成形型52Bを有している。
第1可動ブロック51Aは、第1可動ブロック51Aを加熱するための第1加熱部53を備えている。第1加熱部53は、第1可動ブロック51Aの長さ方向に沿って延びる長尺な形状を有し、本実施形態では伝熱ヒーターユニットが望ましいが、他の構造とすることもでき、例えば高周波ヒーターを用いたり、高温流体を流す構造としてもよい。なお、伝熱ヒーターユニットは公知の技術であるため、その詳細については説明を省略する。第1加熱部53は、外部の電源ユニット(不図示)に接続されており、この電源ユニットを制御することで、第1加熱部53の温度を任意に設定できる。
第2可動ブロック51Bは、第2可動ブロック51Bを加熱するための第2加熱部54と、第2可動ブロック51Bを冷却するためのブロック冷却部55とを備えている。第2加熱部54は、第2可動ブロック51Bの長さ方向に沿って延びる長尺な形状を有し、本実施形態では急速加熱が可能な高周波ヒーターユニットが望ましいが、他の構造とすることもでき、例えば電熱ヒーターを用いたり、高温流体を流す構造としてもよい。なお、高周波ヒーターユニットは公知の技術であるため、その詳細については説明を省略する。第2加熱部54は、外部の電源ユニット(不図示)に接続されており、この電源ユニットを制御することで、第2加熱部54の温度を任意に設定できる。
ブロック冷却部55は、第2可動ブロック51Bの長さ方向に沿って延びる長尺な形状を有し、本実施形態ではペルチェ方式冷却素子であるが、他の構造でもよく、例えば低温流体を流す構造としてもよい。ブロック冷却部55は、外部の電源ユニット(不図示)に接続されており、この電源ユニットを制御することで、ブロック冷却部55の温度を任意に設定できる。
第1成形型52Aの、第1可動ブロック51Aに囲まれて予備接合体21のガス拡散層6Aと近接または接する第1中央部56Aには、第1成形型冷却部57Aが設けられる。また、第2成形型52Bの、第2可動ブロック51Bに囲まれて予備接合体21のガス拡散層6Bと近接または接する第2中央部56Bには、第2成形型冷却部57Bが設けられる。
第1成形型冷却部57Aおよび第2成形型冷却部57Bは、それぞれ第1冷却流路58Aおよび第2冷却流路58Bを有しており、この第1冷却流路58A、第2冷却流路58Bには、外部の冷却流体供給源(不図示)から冷却流体供給管59A,59Bを通って冷却媒体(例えば冷却水)が供給可能となっている。第1冷却流路58Aは、第1中央部56Aにおいて、四方を囲むように、それぞれの第1可動ブロック51Aの長さ方向に沿う複数の流路で形成される。また、第2冷却流路58Bも、第2中央部56Bにおいて、四方を囲むように、それぞれの第2可動ブロック51Bの長さ方向に沿う複数の流路で形成される。なお、流路の形状は特に限定されず、例えば、複数の流路で形成するのではなく、第1,第2可動ブロック51A,51Bの長さ方向に沿って矩形形状に屈曲させた単一の経路で形成することも可能である。
次に、第2実施形態に係る膜電極接合体の製造方法について説明する。
図14は、第2実施形態に係る製造装置に、充填材料の一部と予備接合体を載置した際を示す部分断面図、図15は、同製造装置の成形型を型締めする直前を示す部分断面図、図16は、同製造装置の成形型を型締めして、圧縮成形した際を示す部分断面図である。
まず、第1,第2冷却流路58A,58Bに冷却流体供給源から冷却媒体を供給し、第1成形型52Aおよび第2成形型52Bの第1中央部56Aおよび第2中央部56Bを冷却するとともに、第1加熱部53を作動させて第1可動ブロック51Aを加熱する。なお、この第1中央部56Aおよび第2中央部56Bを冷却しつつ、第1可動ブロック51Aを加熱した状態は、以降の加工サイクル中、常に維持されることとなる。
次に、ブロック冷却部55を作動させて、第2可動ブロック51Bを冷却する。
次に、図14に示すように、第2成形型52Bの第2可動ブロック51B上に第2充填材料60B(樹脂材)を載置した後、第2成形型52Bに予備接合体21を設置する。この際に、第2成形型52Bの突起部32を予備接合体21の貫通穴22に挿通することで、後述する圧縮成形の際に予備接合体21を確実に保持することができる。この後、図15に示すように、予備接合体21の第1可動ブロック51Aと対応する位置に、第1充填材料60A(樹脂材)を載置する。
上述の第1,第2充填材料60A,60Bは、いずれも熱硬化性樹脂を主成分とするシート形状の材料であり、例えばスポンジ状の吸引パッドで吸いつけてハンドリングすることで、任意の位置に投入できる。なお、第1,第2充填材料60A,60Bは、粉末状、粉末状材料を予備加熱によって半硬化させた材料、またはゲル状(スラリー状)とすることもでき、粉末状やゲル状である場合には、ノズルから吐出することにより任意の位置に投入できる。また、第1,第2充填材料60A,60Bは、ガス拡散層6A,6Bの外周を囲む環形状で形成されるが、複数に分割されて設けられてもよい。
次に、図16に示すように、第1成形型52Aと第2成形型52Bを押圧手段により近接させて型締めするとともに、第2可動ブロック51Bのブロック冷却部55の作動を停止させ、第2加熱部54である高周波ヒーターユニットを作動させて急速加熱する。このとき、予備接合体21の電解質膜2が、第1把持部31Aと第2把持部31Bの間に挟まれて把持され、第2把持部31Bの突起部32は、第1把持部31Aの嵌合部33に嵌合している。また、第1可動ブロック51Aおよび第2可動ブロック51Bは、対向面内側部41A,41Bが第1,第2ガス拡散層6A,6Bを押圧しつつ接触する。
第1,第2充填材料60A,60Bは、第1加熱部53および第2加熱部54により加熱された第1可動ブロック51Aおよび第2可動ブロック51Bによって溶融される。第1,第2充填材料60A,60Bが溶融状態にある間に、複数の第1計測部29Aにより第1触媒層5Aおよび第1ガス拡散層6Aの厚さの平均値を算出する。この算出した第1触媒層5Aおよび第1ガス拡散層6Aの厚さの平均値に応じた所定量だけ、第1駆動部26Aを制御して第1可動ブロック51Aを進退動させる。
また同様に、第1,第2充填材料60A,60Bが溶融状態にある間に、複数の第2計測部29Bにより第2触媒層5Bおよび第2ガス拡散層6Bの厚さの平均値を算出し、この結果に応じた所定量だけ、第2駆動部26Bを制御し第2可動ブロック51Bを進退動させる。
この後、第1,第2充填材料60A,60Bが硬化するまで第1,第2可動ブロック51A,51Bの位置および加熱温度を保持し、離型しても第1,第2充填材料60A,60Bの形状が保持できる程度まで硬化反応が終了したところで、第1成形型52Aと第2成形型52Bを離型させる。これにより、第1ガスケット部8Aおよび第2ガスケット部8Bが成形された膜電極接合体1が取り出される。次に、第2加熱部54の作動を停止させ、加熱が終了する。
この後、ブロック冷却部55を作動させ、第2可動ブロック51Bを冷却する。第2可動ブロック51Bが所定の温度まで低下した後、次の膜電極接合体1の製造を開始する。
上述の第2実施形態に係る製造装置50および製造方法のように、射出成形または射出熱圧縮成形ではなく圧縮成形を用いても、第1実施形態と同様に、ガスケット部8A,8Bを触媒層5Aおよびガス拡散層6A,触媒層5Bおよびガス拡散層6Bの厚さに対応する最適な厚さで成形できる。
また、第1実施形態と異なる効果として、予備接合体21のガス拡散層6A,6Bと近接または接する第1,第2中央部56A,56Bには、第1,第2成形型冷却部57A,57Bが設けられるため、予備接合体21の加熱が不必要な部位を、過度の温度上昇から保護することができる。
また、第1成形型52Aと第2成形型52Bを型締めする前に、予備接合体21の下に第2充填材料60Bが配置されるため、予備接合体21の垂れ下がりが第2充填材料60Bによって防止され、予備接合体21をより適正な位置に保持できる。
また、第1,第2可動ブロック51A,51Bに、第1,第2加熱部53,54が設けられるため、加熱の必要な部位を、集中的に加熱できる。
また、第2可動ブロック51Bにブロック冷却部55が設けられるため、第2充填材料60Bが配置される第2可動ブロック51Bを集中的に冷却できる。したがって、膜電極接合体1を順次製造する際に、第2可動ブロック51Bを短時間で冷却でき、作業時間を短縮できる。
なお、第2実施形態に係る製造装置50の第1,第2成形型冷却部57A,57B、第1,第2加熱部53,54、およびブロック冷却部55は、第1実施形態にも適用可能である。
<第3実施形態>
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。
図17は、第3実施形態に係る膜電極接合体の製造装置を示す部分断面図である。なお、第1,第2実施形態と同様の機能を有する部位には同一の符号を付し、重複を避けるため、その説明を省略する。
第3実施形態に係る膜電極接合体の製造装置70は、電解質膜2の両面に触媒層5A,5Bおよびガス拡散層6A,6Bを形成した予備接合体21(図4,5参照)を設置し、電解質膜2に対して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を圧縮成形する装置を含んでいる。
この膜電極接合体の製造装置70は、第2実施形態に係る製造装置50と一部を除いて同一であり、すなわち、第1成形型71Aにゲート72が形成され、ゲート72に樹脂材を供給する供給管73が連結されている点のみで異なる。ゲート72は、第1実施形態におけるゲート36Aと同様に、ピンゲートや、フィルム状の幅を有するフィルムゲートで形成される。
次に、第3実施形態に係る膜電極接合体の製造方法について説明する。
図18は、第3実施形態に係る製造装置に、充填材料の一部と予備接合体を載置した際を示す部分断面図、図19は、同製造装置の成形型を型締めした際を示す部分断面図、図20は、同製造装置の成形型を型締めした後、圧縮成形および射出成形が終了した際を示す部分断面図である。
まず、第1,第2冷却流路58A,58Bに冷却流体供給源から冷却媒体を供給し、第1成形型71Aおよび第2成形型71Bの第1中央部56Aおよび第2中央部56Bを冷却するとともに、第1加熱部53を作動させて、第1可動ブロック51Aを加熱する。なお、この第1中央部56Aおよび第2中央部56Bを冷却しつつ、第1可動ブロック51Aを加熱した状態は、以降の加工サイクル中、常に維持されることとなる。
次に、ブロック冷却部55を作動させて、第2可動ブロック51Bを冷却する。
次に、図18に示すように、第2成形型71Bの第2可動ブロック51B上に第2充填材料74(樹脂材)を載置した後、第2成形型71Bに予備接合体21を設置する。この際に、第2成形型71Bの突起部32を予備接合体21の貫通穴22に挿通することで、後述する圧縮成形の際に予備接合体21を確実に保持することができる。
上述の第2充填材料74は、第2実施形態と同様に、熱硬化性樹脂を主成分とするシート形状の材料であり、例えばスポンジ状の吸引パッドで吸いつけてハンドリングすることで、任意の位置に投入できる。なお、第2充填材料74は、粉末状、粉末状材料を予備加熱によって半硬化させた材料、またはゲル状(スラリー状)とすることもでき、粉末状やゲル状である場合には、ノズルから吐出することにより任意の位置に投入できる。また、第2充填材料74は、ガス拡散層6Bの外周を囲む環形状で形成されるが、複数に分割されて設けられてもよい。
次に、図19に示すように、第1成形型71Aと第2成形型71Bを押圧手段により近接させて型締めするとともに、第2可動ブロック51Bのブロック冷却部55の作動を停止させ、第2加熱部54である高周波ヒーターユニットを作動させて急速加熱する。このとき、予備接合体21の電解質膜2が、第1把持部31Aと第2把持部31Bの間に挟まれて把持され、第2把持部31Bの突起部32は、第1把持部31Aの嵌合部33に嵌合している。また、第1可動ブロック51Aおよび第2可動ブロック51Bは、対向面内側部41A,41Bが第1,第2ガス拡散層6A,6Bを押圧しつつ接触する。これにより、電解質膜2のガス拡散層6Aおよび触媒層5Aの外側に、第1射出空間75が形成される。
第2充填材料74は、第2加熱部54により加熱された第2可動ブロック51Bによって溶融される。第2充填材料74が溶融状態の間に、複数の第1計測部29Aにより第1触媒層5Aおよび第1ガス拡散層6Aの厚さの平均値を算出し、この結果に応じた所定量だけ、第1駆動部26Aを制御して第1可動ブロック51Aを進退動させる。
また同様に、複数の第2計測部29Bにより第2触媒層5Bおよび第2ガス拡散層6Bの厚さの平均値を算出し、この結果に応じた所定量だけ、第2駆動部26Bを制御し第2可動ブロック51Bを進退動させる。
次に、図20に示すように、供給管73からゲート72を介して第1射出空間75に樹脂材を射出する。なお、樹脂材には、第2充填材料74と同様の材料が用いられることが好ましいが、必ずしも限定されない。
次に、第2充填材料74および射出された樹脂材が硬化するまで第1,第2可動ブロック51A,51Bの位置および加熱温度を保持し、離型しても第2充填材料74および樹脂材の形状が保持できる程度まで硬化反応が終了したところで、第1成形型71Aと第2成形型71Bを離型させる。これにより、第1ガスケット部8Aおよび第2ガスケット部8Bが成形された膜電極接合体1が取り出される。次に、第2加熱部54の作動を停止させ、加熱が終了する。
この後、ブロック冷却部55を作動させ、第2可動ブロック51Bを冷却する。第2可動ブロック51Bが所定の温度まで低下した後、次の膜電極接合体1の製造を開始する。
上述の第3実施形態に係る製造装置70および製造方法のように、射出成形または射出熱圧縮成形と、圧縮成形を混合して用いても、第1,第2実施形態と同様に、ガスケット部8A,8Bを触媒層5Aおよびガス拡散層6A,触媒層5Bおよびガス拡散層6Bの厚さに対応する最適な厚さで成形できる。
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の範囲内で種々改変することができる。例えば、突起部32が第1成形型25Aに形成されてもよく、射出成形の際に予備接合体21を保持できるのであれば、突起部は必ずしも設けられなくてもよい。
図1は、本発明に係る膜電極接合体の平面図である。 図4のII−II線に沿う部分断面図である。 燃料電池の部分断面図である。 ガスケット部が成形される前の予備接合体を示す平面図である。 図4のV−V線に沿う部分断面図である。 本発明に係る膜電極接合体の製造装置を示す側面図である。 図6のVII−VII線に沿う第1成形型の平面図である。 図6のVIII−VIII線に沿う第2成形型の平面図である。 図6のIX−IX線に沿う部分断面図である。 本実施形態に係る製造装置に予備接合体を載置した際を示す部分断面図である。 同製造装置の成形型を型締めした際を示す部分断面図である。 同製造装置の成形型に樹脂材を射出した際を示す部分断面図である。 第2実施形態に係る膜電極接合体の製造装置を示す部分断面図である。 第2実施形態に係る製造装置に、充填材料の一部と予備接合体を載置した際を示す部分断面図である。 同製造装置の成形型を型締めする直前を示す部分断面図である。 同製造装置の成形型を型締めして、圧縮成形した際を示す部分断面図である。 第3実施形態に係る膜電極接合体の製造装置を示す部分断面図である。 第3実施形態に係る製造装置に、充填材料の一部と予備接合体を載置した際を示す部分断面図である。 同製造装置の成形型を型締めした際を示す部分断面図 同製造装置の成形型を型締めした後、圧縮成形および射出成形が終了した際を示す部分断面図である。
符号の説明
1 膜電極接合体、
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)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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。
  7. 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。
  8. 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。
  9. 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。
  10. 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。
  11. 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。
  12. 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。
  13. 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。
  14. 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。
  15. 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。
  16. 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。
  17. 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。
  18. 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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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016157714A1 (ja) * 2015-03-30 2016-10-06 パナソニックIpマネジメント株式会社 燃料電池、及び燃料電池の製造方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI127413B (fi) * 2008-11-19 2018-05-31 Outotec Oyj Menetelmä ja laite metallien elektrolyyttisessä puhdistuksessa tai talteenotossa käytettävän elektrodin emälevyn reunan varustamiseksi muovilistalla
EP2525429B1 (en) * 2010-01-14 2015-09-09 Honda Motor Co., Ltd. Fuel cell
WO2016158556A1 (ja) * 2015-03-31 2016-10-06 本田技研工業株式会社 燃料電池用セパレータ及びその製造方法
KR102463178B1 (ko) * 2016-03-11 2022-11-03 현대자동차 주식회사 연료전지의 막-전극 어셈블리 제조 장치 및 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002042836A (ja) * 2000-07-19 2002-02-08 Honda Motor Co Ltd 燃料電池用シールおよびその成形方法
JP2002324556A (ja) * 2001-04-26 2002-11-08 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 固体高分子型燃料電池セル
JP2009516133A (ja) * 2005-11-14 2009-04-16 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 膜電極アセンブリ用ガスケット成形システム

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1472751A2 (en) 2002-01-22 2004-11-03 E.I. du Pont de Nemours and Company Unitized membrane electrode assembly and process for its preparation
US20050014056A1 (en) * 2003-07-14 2005-01-20 Umicore Ag & Co. Kg Membrane electrode unit for electrochemical equipment
EP1624515B1 (en) 2004-05-28 2008-12-17 Du Pont Canada Inc. Unitized electrochemical cell sub-assembly and the method of making the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002042836A (ja) * 2000-07-19 2002-02-08 Honda Motor Co Ltd 燃料電池用シールおよびその成形方法
JP2002324556A (ja) * 2001-04-26 2002-11-08 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 固体高分子型燃料電池セル
JP2009516133A (ja) * 2005-11-14 2009-04-16 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 膜電極アセンブリ用ガスケット成形システム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016157714A1 (ja) * 2015-03-30 2016-10-06 パナソニックIpマネジメント株式会社 燃料電池、及び燃料電池の製造方法
US10923742B2 (en) 2015-03-30 2021-02-16 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Fuel cell and method for manufacturing fuel cell

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