JP2009181947A - 補助膜、これを用いた挟持体、挟持体付き電解質膜−触媒層接合体、挟持体付き電解質膜−電極接合体、固体高分子形燃料電池、及びこれらの製造方法 - Google Patents
補助膜、これを用いた挟持体、挟持体付き電解質膜−触媒層接合体、挟持体付き電解質膜−電極接合体、固体高分子形燃料電池、及びこれらの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009181947A JP2009181947A JP2008022783A JP2008022783A JP2009181947A JP 2009181947 A JP2009181947 A JP 2009181947A JP 2008022783 A JP2008022783 A JP 2008022783A JP 2008022783 A JP2008022783 A JP 2008022783A JP 2009181947 A JP2009181947 A JP 2009181947A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrolyte membrane
- catalyst layer
- auxiliary
- membrane
- assembly
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
【解決手段】電解質膜2の両面に触媒層3がそれぞれ形成された電解質膜−触媒層接合体10、または電解質膜2の両面に触媒層3及びガス拡散層5からなる電極Eがそれぞれ形成された電解質膜−電極接合体20に接着される補助膜4である。この補助膜4は、基材41と、基材41条に形成され、光又は電離放射線を照射することにより電解質膜−触媒層接合体10又は電解質膜−電極接合体20と接着する電離放射線硬化型樹脂を含む接着層42を有し、開口部45を形成するための容易に取り外し可能な易除去領域44が中央に形成されている。
【選択図】図2
Description
スプレーコート法、ダイコート法、ナイフコート法、グラビアコート法、スクリーンコートなどの方法によって接着層42を塗布することができる。このように形成された各補助膜4は、接着層42が互いに向き合うように配置されており、図1の左側の外周縁部を残して上側、右側、下側の外周縁部43が互いに接着されている。なお、この左側の接着されていない外周縁部は、後述する電解質膜−触媒層接合体10や電解質膜−電極接合体20を補助膜4間に挿入するための入口を形成している。また、各補助膜4は、その中央に易除去領域44が形成されている。易除去領域44とは、容易に取り除くことが可能な領域のことをいい、本実施形態では外周縁が破断し易いようにミシン目によって形成されている。この易除去領域44が取り除かれると、各補助膜4に開口部45が形成される。なお、上記基材41の膜厚は、5〜50μmとすることが好ましく、接着層42の膜厚は、1〜50μmとすることが好ましい。
電解質膜2は、63×63mmの大きさに切断された膜厚53μmのNRE212CS(Dupont社製)を使用した。
・電離放射線種:電子線
・照射装置:コッククロフトウォルトン型電子加速器
・加速電圧:2MeV
・照射線量:15kGy
そして、各補助膜4の中央に50×50mmの大きさの易除去領域44を形成して、挟持体40を作製した。この挟持体40の接着されていない左側から、上述した電解質膜−触媒層接合体10を挿入し、触媒層3が外周縁部31を除いて易除去領域44に対向する位置まで移動させる。そして、易除去領域44を取り除いて開口部45を形成し、上記と同じ照射条件で電子線を照射することで補助膜4を電解質膜−触媒層接合体10に接着させるとともに、補助膜4の外周縁部43同士を互いに接着させて、挟持体付き電解質膜−触媒層接合体を作製した。
電解質膜は、80×80mmの大きさに切断された膜厚53μmのNRE212CS(Dupont社製)を使用した。
実施例1の挟持体付き電解質膜−電極接合体及び比較例1の電解質膜−電極接合体について、ガスケット6及びセパレータ7を設置して固体高分子形燃料電池をそれぞれ作製し、負荷変動サイクル試験を実施した。このときの測定条件は、セル温度80℃、燃料利用率70%、酸化剤利用率40%、加湿温度50℃とした。電流電圧測定評価の結果、実施例1の燃料電池セルの耐久性時間は1000時間であり、評価後、電解質膜の破損は見られなった。一方、比較例1の燃料電池セルの耐久性時間は500時間であり、500時間評価後、電解質膜2の破損が目視で確認された。また負荷変動サイクル試験後のリーク電流量を測定した結果、実施例1の燃料電池セルのリーク電流量は1mA/cm2以下に対し、比較例1の燃料電池セルのリーク電流量は15mA/cm2以上で、電解質膜の破損によるガスリークが観られた。
2 電解質膜
21 電解質膜の外周縁部
3 触媒層
31 触媒層の外周縁部
40 挟持体
4 補助膜
41 基材
42 接着層
43 補助膜の外周縁部
44 易除去領域
45 開口部
5 ガス拡散層
51 ガス拡散層の外周縁部
6 ガスケット
7 セパレータ
Claims (15)
- 電解質膜の両面に触媒層がそれぞれ形成された電解質膜−触媒層接合体、または電解質膜の両面に触媒層及びガス拡散層からなる電極がそれぞれ形成された電解質膜−電極接合体に接着される補助膜であって、
基材と、
前記基材上に形成され、光又は電離放射線を照射することにより電解質膜−触媒層接合体又は電解質膜−電極接合体と接着する電離放射線硬化型樹脂を含む接着層を有し、
開口部を形成するための容易に取り外し可能な易除去領域が中央に形成された、補助膜。 - 電解質膜の両面に触媒層がそれぞれ形成された電解質膜−触媒層接合体、または電解質膜の両面に触媒層及びガス拡散層からなる電極がそれぞれ形成された電解質膜−電極接合体に接着される補助膜であって、
基材と、
前記基材上に形成され、光又は電離放射線を照射することにより電解質膜−触媒層接合体又は電解質膜−電極接合体と接着する電離放射線硬化型樹脂を含む接着層を有し、
中央に開口部を有する枠状に形成された、補助膜。 - 前記基材は、燃料ガス及び酸化剤ガスの透過を防止するガスバリア性を有する、請求項1又は2に記載の補助膜。
- 前記ガスバリア層は、二軸延伸ポリエチレンナフタレートフィルムである、請求項3に記載の補助膜。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の補助膜を2つ備え、
前記各補助膜は、互いの接着層が向き合うように配置され、当該補助膜間に電解質膜−触媒層接合体又は電解質膜−電極接合体を挿入可能で、前記各易除去領域又は開口部が互いに整列した状態を維持するよう、外周縁部の少なくとも一部が互いに接着されている、挟持体。 - 請求項5に記載の挟持体と、
電解質膜及び前記電解質膜の両面に形成された触媒層からなる電解質膜−触媒層接合体と、を備え、
前記電解質膜−触媒層接合体は、前記各触媒層が外周縁部を除いて前記開口部から露出するよう、前記挟持体の各補助膜間に挟持されており、
前記各補助膜は、前記電解質膜−触媒層接合体の外周縁部上に接着している、挟持体付き電解質膜−触媒層接合体。 - 請求項6に記載の挟持体付き電解質膜−触媒層接合体と、
前記補助膜の開口部内であって、前記補助膜の膜厚よりも厚くなるよう前記各触媒層上に形成されたガス拡散層と、
を備えた、挟持体付き電解質膜−電極接合体。 - 請求項5に記載の挟持体と、
電解質膜、前記電解質膜の両面に形成された触媒層、及び前記各触媒層上に形成されたガス拡散層からなる電解質膜−電極接合体と、を備え、
前記電解質膜−電極接合体は、前記ガス拡散層が外周縁部を除いて前記開口部から露出するよう、前記挟持体の各補助膜間に挟持されており、
前記各補助膜は、前記電解質膜−電極接合体の外周縁部上に接着している、挟持体付き電解質膜−電極接合体。 - 請求項7又は8に記載の挟持体付き電解質膜−電極接合体と、
前記触媒層及びガス拡散層からなる各電極の周囲を囲むように前記各補助膜上にそれぞれ設置されたガスケットと、
前記各電極及びガスケット上にそれぞれ設置されたセパレータと、
を備えた、固体高分子形燃料電池。 - 電解質膜の両面に触媒層が形成された電解質膜−触媒層接合体を準備する工程と、
光又は電離放射線を照射することにより前記電解質膜−触媒層接合体と接着する電離放射線硬化型樹脂を含む接着層を有する2枚の補助膜を準備して互いに重ねる工程と、
前記電解質膜−触媒層接合体が挿入でき且つ前記重ねられた2枚の補助膜が互いに位置ズレしないよう、前記各補助膜の外周縁部の少なくとも一部を接着して挟持体を作製する工程と、
前記作製された挟持体の各補助膜の中央に、前記触媒層を外周縁部を除いて露出させるための開口部を形成するための、容易に取り外し可能な易除去領域を形成する工程と、
前記易除去領域が形成された補助膜の間に、外周縁部を除いた前記触媒層が前記易除去領域と対向する位置まで、前記電解質膜−触媒層接合体を挿入する工程と、
前記各易除去領域を取り外して開口部を形成する工程と、
前記開口部形成後、光又は電離放射線を照射して、前記各補助膜を前記電解質膜−触媒層接合体の外周縁部に接着させる工程と、
を備えた、挟持体付き電解質膜−触媒層接合体の製造方法。 - 電解質膜の両面に触媒層が形成された電解質膜−触媒層接合体を準備する工程と、
光又は電離放射線を照射することにより前記電解質膜−触媒層接合体と接着する電離放射線硬化型樹脂を含む接着層を有するとともに中央に開口部を有する枠状の補助膜を、前記電解質膜−触媒層接合体の両面に配置する工程と、
光又は電離放射線を放射して、前記各補助膜を前記電解質膜−触媒層接合体に接着させる工程と、
を備えた、挟持体付き電解質膜−触媒層接合体の製造方法。 - 請求項10又は11に記載の挟持体付き電解質膜−触媒層接合体の製造方法に、
前記開口部から露出された各触媒層上にガス拡散層を前記補助膜の厚みより厚く形成する工程をさらに備えた、挟持体付き電解質膜−電極接合体の製造方法。 - 電解質膜の両面に触媒層及びガス拡散層からなる電極が形成された電解質膜−電極接合体を準備する工程と、
光又は電離放射線を照射することにより前記電解質膜−電極接合体と接着する電離放射線硬化型樹脂を含む接着層を有する2枚の補助膜を準備して互いに重ねる工程と、
前記電解質膜−電極接合体が挿入でき且つ前記重ねられた2枚の補助膜が互いに位置ズレしないよう、前記各補助膜の外周縁部の少なくとも一部を接着して挟持体を作製する工程と、
前記作製された挟持体の各補助膜の中央に、前記電極を外周縁部を除いて露出させるための開口部を形成するための、容易に取り外し可能な易除去領域を形成する工程と、
前記易除去領域が形成された補助膜の間に、外周縁部を除いた前記電極が前記易除去領域と対向する位置まで、前記電解質膜−電極接合体を挿入する工程と、
前記易除去領域を取り外して開口部を形成する工程と、
前記開口部形成後、光又は電離放射線を照射して、前記各補助膜を前記電解質膜−電極接合体の外周縁部に接着させるとともに前記各補助膜の外周縁部同士を接着させる工程と、
を備えた、挟持体付き電解質膜−電極接合体の製造方法。 - 電解質膜の両面に触媒層及びガス拡散層からなる電極が形成された電解質膜−電極接合体を準備する工程と、
光又は電離放射線を照射することにより前記電解質膜−電極接合体と接着する電離放射線硬化型樹脂を含む接着層を有するとともに中央に開口部を有する枠状の補助膜を、前記接着層が前記電解質膜−電極接合体と対向するように前記電解質膜−電極接合体の両面に配置する工程と、
光又は電離放射線を放射して、前記各補助膜を前記電解質膜−電極接合体に接着させる工程と、
を備えた、挟持体付き電解質膜−触媒層接合体。 - 請求項12〜14のいずれかに記載の挟持体付き電解質膜−電極接合体の製造方法に、
前記触媒層及びガス拡散層からなる各電極の周囲を囲むように前記各補助膜上にガスケットをそれぞれ設置する工程と、
前記電極及びガスケット上にセパレータをそれぞれ設置する工程と、
をさらに備えた、固体高分子形燃料電池の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008022783A JP5266777B2 (ja) | 2008-02-01 | 2008-02-01 | 補助膜を用いた挟持体、挟持体付き電解質膜−触媒層接合体の製造方法、挟持体付き電解質膜−電極接合体の製造方法、及び固体高分子形燃料電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008022783A JP5266777B2 (ja) | 2008-02-01 | 2008-02-01 | 補助膜を用いた挟持体、挟持体付き電解質膜−触媒層接合体の製造方法、挟持体付き電解質膜−電極接合体の製造方法、及び固体高分子形燃料電池の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009181947A true JP2009181947A (ja) | 2009-08-13 |
JP5266777B2 JP5266777B2 (ja) | 2013-08-21 |
Family
ID=41035730
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008022783A Expired - Fee Related JP5266777B2 (ja) | 2008-02-01 | 2008-02-01 | 補助膜を用いた挟持体、挟持体付き電解質膜−触媒層接合体の製造方法、挟持体付き電解質膜−電極接合体の製造方法、及び固体高分子形燃料電池の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5266777B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021004339A (ja) * | 2019-06-27 | 2021-01-14 | 東亞合成株式会社 | 触媒層用活性エネルギー線硬化型組成物及び積層体 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002061869A1 (fr) * | 2001-01-31 | 2002-08-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pile a carburant electrolytique de haut polymere et ensemble joint a film electrolytique destine a la pile a carburant |
WO2006075867A1 (en) * | 2005-01-12 | 2006-07-20 | Lg Chem, Ltd. | Gasketed membrane-electrode-assembly and fuel cell system employing the same |
JP2007503688A (ja) * | 2003-08-22 | 2007-02-22 | ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニー | メンブラン電極組立構造の密封 |
-
2008
- 2008-02-01 JP JP2008022783A patent/JP5266777B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002061869A1 (fr) * | 2001-01-31 | 2002-08-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Pile a carburant electrolytique de haut polymere et ensemble joint a film electrolytique destine a la pile a carburant |
JP2007503688A (ja) * | 2003-08-22 | 2007-02-22 | ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニー | メンブラン電極組立構造の密封 |
WO2006075867A1 (en) * | 2005-01-12 | 2006-07-20 | Lg Chem, Ltd. | Gasketed membrane-electrode-assembly and fuel cell system employing the same |
JP2008512828A (ja) * | 2005-01-12 | 2008-04-24 | エルジー・ケム・リミテッド | ガスケット一体型電極膜接合体及びこれを備えた燃料電池 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021004339A (ja) * | 2019-06-27 | 2021-01-14 | 東亞合成株式会社 | 触媒層用活性エネルギー線硬化型組成物及び積層体 |
JP7318366B2 (ja) | 2019-06-27 | 2023-08-01 | 東亞合成株式会社 | 触媒層用活性エネルギー線硬化型組成物及び積層体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5266777B2 (ja) | 2013-08-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5309518B2 (ja) | 電解質膜補強用挟持体、電解質膜補強用挟持体付き電解質膜−触媒層接合体の製造方法、及び固体高分子形燃料電池の製造方法 | |
JP2004134392A (ja) | 保護フィルム層を備える触媒コーティングされたイオノマー膜およびその膜から作製される膜電極アセンブリ | |
JP4940575B2 (ja) | 固体高分子形燃料電池用マスクフィルム付き電解質膜−電極接合体及びその製造方法 | |
JP4843985B2 (ja) | 固体高分子形燃料電池用ガスケット付き電解質膜−電極接合体及びその製造方法 | |
JP2011028852A (ja) | エッジシール付き触媒層−電解質膜積層体、電極−電解質膜接合体、固体高分子形燃料電池、及びこれらの製造方法 | |
JP5099091B2 (ja) | 補強シート付き電解質膜−触媒層積層体及びそれを具備する固体高分子形燃料電池 | |
JP5326250B2 (ja) | 固体高分子形燃料電池構造体及びこれを用いた固体高分子形燃料電池 | |
JP5338998B2 (ja) | 電解質膜−電極接合体及びこれを用いた固体高分子形燃料電池 | |
JP5277792B2 (ja) | 補助膜付き電解質膜−電極接合体、及びこれを用いた固体高分子形燃料電池 | |
JP2014099409A (ja) | 補強シート付き電解質膜−触媒層積層体及びそれを具備する固体高分子形燃料電池 | |
JP2006244930A (ja) | 固体高分子形燃料電池用電解質膜−触媒層接合体の製造方法および製造装置 | |
JP6120674B2 (ja) | 固体高分子形燃料電池及びその製造方法 | |
JP2010192392A (ja) | 燃料電池用多孔膜複合体、燃料電池用電解質膜−電極−多孔膜複合体、及びこれらの製造方法 | |
JP5266777B2 (ja) | 補助膜を用いた挟持体、挟持体付き電解質膜−触媒層接合体の製造方法、挟持体付き電解質膜−電極接合体の製造方法、及び固体高分子形燃料電池の製造方法 | |
JP5273212B2 (ja) | 固体高分子形燃料電池用ガスケット付き電解質膜−電極接合体の製造方法 | |
JP5273207B2 (ja) | 固体高分子形燃料電池用マスクフィルム付き電解質膜−電極接合体及びその製造方法 | |
JP5533131B2 (ja) | エッジシール付き触媒層−電解質膜積層体、エッジシール付き膜−電極接合体、及び固体高分子形燃料電池 | |
JP5239434B2 (ja) | 触媒層転写シート、並びにこれを用いた電解質膜−触媒層接合体の製造方法、電解質膜−電極接合体の製造方法、固体高分子形燃料電池用電極の製造方法、及び固体高分子形燃料電池の製造方法 | |
JP2012134094A (ja) | 補強膜付き触媒層−電解質膜積層体、補強膜付き膜−電極接合体、及び固体高分子形燃料電池、並びにこれらの製造方法 | |
JP2012069467A (ja) | 保護シート付き触媒層−電解質膜積層体、及びこの集合体 | |
JP5828613B2 (ja) | 補強膜付き触媒層−電解質膜積層体、補強膜付き電極−電解質膜積層体、及び固体高分子形燃料電池 | |
JP2011060665A (ja) | 固体高分子形燃料電池用部材の製造方法及び製造装置 | |
JP2009230964A (ja) | 触媒層転写シート、並びにこれを用いた電解質膜−触媒層接合体の製造方法、電解質膜−電極接合体の製造方法、及び固体高分子形燃料電池の製造方法 | |
JP5577797B2 (ja) | 触媒層−電解質膜積層体、並びにこれを備える膜−電極接合体及び固体高分子形燃料電池 | |
EP2120277B1 (en) | Membrane electrode assembly for fuel cell, method for making the same, and fuel cell system including the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20101206 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130115 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130315 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130409 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130422 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |