JP2008503043A - ガス拡散基材 - Google Patents
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Abstract
Description
炭素繊維の不織布網状組織と、及び
前記炭素繊維が黒鉛化されてなるが、前記不織布網状組織は黒鉛化処理されていないものであり、
前記不織布網状組織内に配置されたグラファイト粒子と疎水性ポリマーの混合物とを備えなり、
前記グラファイト粒子の少なくとも90%の最長寸法が100μm未満である、ガス拡散基材を提供する。
(i)白金族金属(プラチナ、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジウム及びオスミウム)、
(ii)金又は銀、
(iii)卑金属、
又はこれら金属の1つ以上を含む合金若しくは混合物、又はそれらの酸化物から選択される。好ましい電極触媒金属はプラチナであり、これは、ルテニウムなどの貴金属、又はモリブデンやタングステンなどの卑金属と共に合金化されていてもよい。電極触媒が担持触媒の場合、炭素支持体材料上の金属粒子の担持量は10〜90重量%、好ましくは15〜75重量%の範囲内である。
a)多孔質ベッド上に黒鉛化炭素繊維のスラリーを付着させ、湿った繊維網状組織を形成し、
b)グラファイト粒子及び疎水性ポリマーの懸濁液を調製し、
前記グラファイト粒子の少なくとも90%の最長寸法が100μm未満であり、
c)前記湿った繊維網状組織上に前記懸濁液を付与し、
d)前記懸濁液を前記湿った繊維網状組織内へ入れ、及び
e)1000℃を超えない温度で前記湿った繊維網状組織を乾燥及び焼成させる、各工程を含んでなるものを更に提供する。
a)グラファイト粒子を疎水性ポリマーの懸濁液と混合して第1スラリーを形成し、
前記グラファイト粒子の少なくとも90%の最長寸法が100μm未満であり、
b)黒鉛化した炭素繊維と、液体と、及び必要に応じて結合剤とを混合して第2スラリーを形成し、
c)前記第1スラリーと前記第2スラリーとを混合して第3スラリーを形成し、
d)前記第3スラリーを多孔質ベッド上に付着させて繊維含有層を形成し、及び
e)1000℃を超えない温度で前記繊維含有層を乾燥及び焼成させる、各工程を含んでなるものである。
繊維を水に添加して攪拌することにより、SGL C30 6mm炭素繊維(黒鉛化されたPAN)75重量%(固体成分の重量を基準として)と、SGL C30 3mm炭素繊維(黒鉛化されたPAN)25重量%とを含有する繊維スラリーを調製した。PVA結合剤(Solvron NL2003)(スラリー乾燥重量により10%)及びTexipol「商品名」63−002粘度調整剤(スラリー容量により0.8%)を添加した。ウェアコーターを用いて繊維スラリーを抄紙ワイヤ上に付着させ、湿った不織布繊維網状組織を形成した。
繊維を水に添加して攪拌することにより、SGL C30 6mm炭素繊維(黒鉛化されたPAN)を含有する繊維スラリーを調製した。PVA結合剤(Solvron NL2003)(スラリー乾燥重量により15%)及びTexipol「商品名」63−002粘度調整剤(スラリー容量により0.6%)を添加した。
実施例1に従って製造された2つのガス拡散基材を用いて、実施例MEA1を調製した。炭素/PTFE基層を各ガス拡散基材の1つの面に付与した。基層が膜に面した状態で、触媒された過フッ素化スルホン酸膜のいずれの側にもガス拡散基材を配置し、アセンブリを共に積層した。ガス拡散基材が、実施例1によるガス拡散基材とほぼ同じ厚さを有するToray「商品名」TGP−H−060紙であることを除き、全く同じ方法で比較例MEA1を調製した。
Claims (20)
- 炭素繊維の不織布網状組織と、及び
前記炭素繊維が黒鉛化されてなるが、前記不織布網状組織は黒鉛化処理されていないものであり、
前記不織布網状組織内に配置されたグラファイト粒子と疎水性ポリマーの混合物とを備えてなり、
前記グラファイト粒子の少なくとも90%の最長寸法が100μm未満である、ガス拡散基材。 - 前記不織布網状組織の坪量が10〜50g/m2である、請求項1に記載のガス拡散基材。
- 前記グラファイト粒子の少なくとも90%の最長寸法が20〜0.1μmである、請求項1又は2に記載のガス拡散基材。
- 前記グラファイト粒子が、コロイド状懸濁液中に保持されるのに十分な程小さい、請求項1〜3のいずれか一項に記載のガス拡散基材。
- 疎水性ポリマーに対するグラファイト粒子の重量比が50:1〜2:1である、請求項1〜4のいずれか一項に記載のガス拡散基材。
- 炭素繊維に対する前記グラファイト粒子の重量比が1:2〜10:1である、請求項1〜5のいずれか一項に記載のガス拡散基材。
- 前記ガス拡散基材が、前記不織布網状組織の厚さ全体にわたって、前記グラファイト粒子及び疎水性ポリマーの濃度勾配を有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載のガス拡散基材。
- 前記グラファイト粒子及び疎水性ポリマーが前記繊維網状組織内に均質に配置されてなる、請求項1〜6のいずれか一項に記載のガス拡散基材。
- 炭化フェノール樹脂結合剤を備えてなる、請求項1〜8のいずれか一項に記載のガス拡散基材。
- カーボンブラック及び疎水性ポリマーの基層が、前記ガス拡散基材の少なくとも1つの面上に存在する、請求項1〜9のいずれか一項に記載のガス拡散基材。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載のガス拡散基材と、電極触媒層とを備えてなるガス拡散電極。
- 前記電極触媒層が、グラファイト粒子及び疎水性ポリマーの濃度がより高い前記ガス拡散基材の面に接している、請求項11に記載のガス拡散電極。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載のガス拡散基材を備えてなる、膜電極アセンブリ。
- 請求項11又は12に記載のガス拡散電極を備えてなる、膜電極アセンブリ。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載のガス拡散基材を製造するための方法であって、
a)多孔質ベッド上に黒鉛化炭素繊維のスラリーを付着させ、湿った繊維網状組織を形成し、
b)グラファイト粒子及び疎水性ポリマーの懸濁液を調製し、
前記グラファイト粒子の少なくとも90%の最長寸法が100μm未満であり、
c)前記湿った繊維網状組織上に前記懸濁液を付与し、
d)前記懸濁液を前記湿った繊維網状組織内へ入れ、及び
e)1000℃を超えない温度で前記湿った繊維網状組織を乾燥及び焼成させる、各工程を含んでなる、製造方法。 - 工程(d)において、吸引装置を用いて前記懸濁液が前記湿った繊維網状組織内へ入れられてなる、請求項15に記載の製造方法。
- 前記懸濁液が前記湿った繊維網状組織の一の面に付与されてなり、且つ、前記吸引が前記湿った繊維網状組織の他の面に付与されてなる、請求項16に記載の製造方法。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載のガス拡散基材を製造する方法であって、
a)グラファイト粒子を疎水性ポリマーの懸濁液と混合して第1スラリーを形成し、
前記グラファイト粒子の少なくとも90%の最長寸法が100μm未満であり、
b)黒鉛化した炭素繊維と、液体と、及び必要に応じて結合剤とを混合して第2スラリーを形成し、
c)前記第1スラリーと前記第2スラリーとを混合して第3スラリーを形成し、
d)前記第3スラリーを多孔質ベッド上に付着させて繊維含有層を形成し、及び
e)1000℃を超えない温度で前記繊維含有層を乾燥及び焼成させる、各工程を含んでなる、製造方法。 - カーボンブラック及び疎水性ポリマーを含んでなる層を、前記繊維含有層の少なくとも一つの面に付与する工程を更に含んでなる、請求項15〜18のいずれか一項に記載のガス拡散基材を製造する方法。
- ガス拡散基材が請求項15〜19のいずれか一項に記載の製造方法により製造され、且つ、電極触媒層が前記ガス拡散基材上に付着されてなる、ガス拡散電極を製造する方法。
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Family
ID=
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010090164A1 (ja) * | 2009-02-04 | 2010-08-12 | 三菱レイヨン株式会社 | 多孔質電極基材、その製造方法、膜-電極接合体、および固体高分子型燃料電池 |
WO2011065327A1 (ja) * | 2009-11-24 | 2011-06-03 | 三菱レイヨン株式会社 | 多孔質電極基材、その製法、前駆体シート、膜-電極接合体、および固体高分子型燃料電池 |
WO2011065349A1 (ja) | 2009-11-24 | 2011-06-03 | 三菱レイヨン株式会社 | 多孔質電極基材およびその製造方法 |
WO2013147174A1 (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-03 | 三菱レイヨン株式会社 | 多孔質電極基材、その製造方法及び前駆体シート |
WO2014014055A1 (ja) | 2012-07-20 | 2014-01-23 | 三菱レイヨン株式会社 | 多孔質電極基材、その製造方法、膜-電極接合体、及び固体高分子型燃料電池 |
WO2014181771A1 (ja) | 2013-05-10 | 2014-11-13 | 三菱レイヨン株式会社 | 多孔質電極基材、その製造方法および固体高分子型燃料電池 |
JP2014531118A (ja) * | 2011-10-19 | 2014-11-20 | ジョンソン、マッセイ、フュエル、セルズ、リミテッドJohnson Matthey Fuelcellslimited | ガス拡散基材 |
JP2017509111A (ja) * | 2014-02-05 | 2017-03-30 | ジョンソン、マッセイ、フュエル、セルズ、リミテッドJohnson Matthey Fuel Cells Limited | ガス拡散基材 |
US9705137B2 (en) | 2011-01-27 | 2017-07-11 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Porous electrode substrate, method for manufacturing same, precursor sheet, membrane electrode assembly, and polymer electrolyte fuel cell |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0517260A (ja) * | 1991-07-03 | 1993-01-26 | Osaka Gas Co Ltd | 炭素質多孔体の製造方法 |
JP2001514785A (ja) * | 1996-12-18 | 2001-09-11 | バラード パワー システムズ インコーポレイティド | 電気化学燃料電池のための多孔質電極基材 |
JP2004511672A (ja) * | 2000-10-11 | 2004-04-15 | カール・フロイデンベルク・カーゲー | 導電性不織布 |
JP2005183325A (ja) * | 2003-12-24 | 2005-07-07 | Toho Tenax Co Ltd | 高分子電解質型ガス拡散層用炭素繊維シート及びその製造方法 |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0517260A (ja) * | 1991-07-03 | 1993-01-26 | Osaka Gas Co Ltd | 炭素質多孔体の製造方法 |
JP2001514785A (ja) * | 1996-12-18 | 2001-09-11 | バラード パワー システムズ インコーポレイティド | 電気化学燃料電池のための多孔質電極基材 |
JP2004511672A (ja) * | 2000-10-11 | 2004-04-15 | カール・フロイデンベルク・カーゲー | 導電性不織布 |
JP2005183325A (ja) * | 2003-12-24 | 2005-07-07 | Toho Tenax Co Ltd | 高分子電解質型ガス拡散層用炭素繊維シート及びその製造方法 |
Cited By (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010090164A1 (ja) * | 2009-02-04 | 2010-08-12 | 三菱レイヨン株式会社 | 多孔質電極基材、その製造方法、膜-電極接合体、および固体高分子型燃料電池 |
US8986907B2 (en) | 2009-02-04 | 2015-03-24 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Porous electrode substrate, method for producing the same, membrane electrode assembly, and polymer electrolyte fuel cell |
US8927173B2 (en) | 2009-02-04 | 2015-01-06 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Porous electrode substrate, method for producing the same, membrane electrode assembly, and polymer electrolyte fuel cell |
CN102422471A (zh) * | 2009-11-24 | 2012-04-18 | 三菱丽阳株式会社 | 多孔质电极基材及其制造方法 |
KR20120102721A (ko) | 2009-11-24 | 2012-09-18 | 미츠비시 레이온 가부시키가이샤 | 다공질 전극 기재 및 그의 제조방법 |
JPWO2011065327A1 (ja) * | 2009-11-24 | 2013-04-11 | 三菱レイヨン株式会社 | 多孔質電極基材、その製法、前駆体シート、膜−電極接合体、および固体高分子型燃料電池 |
US9343751B2 (en) | 2009-11-24 | 2016-05-17 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Porous electrode substrate, method for producing the same, precursor sheet, membrane electrode assembly, and polymer electrolyte fuel cell |
JP5561171B2 (ja) * | 2009-11-24 | 2014-07-30 | 三菱レイヨン株式会社 | 多孔質電極基材、その製法、前駆体シート、膜−電極接合体、および固体高分子型燃料電池 |
WO2011065349A1 (ja) | 2009-11-24 | 2011-06-03 | 三菱レイヨン株式会社 | 多孔質電極基材およびその製造方法 |
WO2011065327A1 (ja) * | 2009-11-24 | 2011-06-03 | 三菱レイヨン株式会社 | 多孔質電極基材、その製法、前駆体シート、膜-電極接合体、および固体高分子型燃料電池 |
US9825304B2 (en) | 2011-01-27 | 2017-11-21 | Mitsubishi Chemical Corporation | Porous electrode substrate, method for manufacturing same, precursor sheet, membrane electrode assembly, and polymer electrolyte fuel cell |
US9705137B2 (en) | 2011-01-27 | 2017-07-11 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Porous electrode substrate, method for manufacturing same, precursor sheet, membrane electrode assembly, and polymer electrolyte fuel cell |
US9859572B2 (en) | 2011-10-19 | 2018-01-02 | Technical Fibre Products Limited | Gas diffusion substrate |
JP2014531118A (ja) * | 2011-10-19 | 2014-11-20 | ジョンソン、マッセイ、フュエル、セルズ、リミテッドJohnson Matthey Fuelcellslimited | ガス拡散基材 |
WO2013147174A1 (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-03 | 三菱レイヨン株式会社 | 多孔質電極基材、その製造方法及び前駆体シート |
EP2833450A4 (en) * | 2012-03-30 | 2015-04-01 | Mitsubishi Rayon Co | POROUS ELECTRODE BASE MATERIAL, METHOD FOR THE MANUFACTURE THEREOF AND PRECURSOR FOIL |
JPWO2013147174A1 (ja) * | 2012-03-30 | 2015-12-14 | 三菱レイヨン株式会社 | 多孔質電極基材、その製造方法及び前駆体シート |
US9716278B2 (en) | 2012-03-30 | 2017-07-25 | Mitsubishi Chemical Corporation | Porous electrode base material, method for manufacturing same, and precursor sheet |
JP5621923B2 (ja) * | 2012-03-30 | 2014-11-12 | 三菱レイヨン株式会社 | 多孔質電極基材、その製造方法及び前駆体シート |
KR20150033659A (ko) | 2012-07-20 | 2015-04-01 | 미쯔비시 레이온 가부시끼가이샤 | 다공질 전극 기재, 그의 제조 방법, 막-전극 접합체 및 고체 고분자형 연료 전지 |
WO2014014055A1 (ja) | 2012-07-20 | 2014-01-23 | 三菱レイヨン株式会社 | 多孔質電極基材、その製造方法、膜-電極接合体、及び固体高分子型燃料電池 |
WO2014181771A1 (ja) | 2013-05-10 | 2014-11-13 | 三菱レイヨン株式会社 | 多孔質電極基材、その製造方法および固体高分子型燃料電池 |
JP2017509111A (ja) * | 2014-02-05 | 2017-03-30 | ジョンソン、マッセイ、フュエル、セルズ、リミテッドJohnson Matthey Fuel Cells Limited | ガス拡散基材 |
US10424795B2 (en) | 2014-02-05 | 2019-09-24 | Technical Fibre Products Limited | Gas diffusion substrate |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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