JP2009524194A - Uv硬化性燃料電池シーラント及びこれから形成される燃料電池 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の1つの態様においては、燃料電池が提供される。燃料電池は、硬化シーラントを有する燃料電池部品を含み、但し、この硬化シーラントはテレケリック官能性ポリイソブチレン、有機水素シラン架橋剤、白金触媒及び光開始剤を含む。このテレケリック官能性ポリイソブチレンは、アルケニル末端ジアリルポリイソブチレンオリゴマーを含んでいてもよい。燃料電池部品は、カソード流動場プレート、アノード流動場プレート、樹脂フレーム、ガス拡散層、アノード触媒層、カソード触媒層、膜電解質、膜・電極アセンブリフレーム、及びこれらの組合せであってもよい。
本発明は、電気化学セルの部品を接合する方法及び接合するための組成物に関する。本明細書で用いる場合、電気化学セルは、限定されないが、化学反応及び化学的燃焼を含めて、化学的原料から電気を生産するデバイスである。有用な電気化学セルとしては、燃料電池、乾電池、湿電池及び他の同種のものが挙げられる。以下に非常に詳しく記載するが、燃料電池は、化学反応物質から電気を生産する。湿電池は液体の電解質を有している。乾電池は、多孔質媒体に吸収されているか又は流れないようにした電解質を有している。
カソード反応:1/2O2+2H++2e−→H2O (II)
図2は、硬化又は硬化性組成物40を、膜・電極アセンブリ36の周辺部33か又は周辺近傍で有する膜・電極アセンブリ36を示している。以下に記載されるように、組成物40は、互いに燃料電池の異なった部品の封止及び/又は接合に対して有用である。
発明の基礎配合物を以下のように製造した。
混合方法:
1.すべての成分を添加。
例1からの本発明の基礎配合物No.1、即ち、フェニルシラン架橋剤を有する不飽和ポリイソブチレン
実験
下記の触媒組合せを評価した:
本発明の組成物No.1。Pt(acac)2、(49.6%Pt)@100ppmPt:
本発明の基礎配合物No.1の100g+ CH2Cl2中に3%Pt(acac)2の0.68gを混合。
本発明の基礎配合物No.1の100g+EtOAc中に5%TMMCPの0.16gを混合。
本発明の基礎配合物No.1の100g+EtOAc中の5%TMMCPの0.32gを混合。
例1からの本発明の基礎配合物No.1、即ち、フェニルシラン架橋剤を有する不飽和ポリイソブチレン
実験
下記の触媒の組合せを評価する:
本発明の組成物No.4。Pt(acac)2、(49.6%Pt)@200ppmPt:
本発明の基礎配合物No.1の50g+CH2Cl2中に3%Pt(acac)2の0.68gを混合。
本発明の基礎配合物No.1の50g+EtOAc中に5%TMMCPの0.32gを混合。小さいアルミニウムパンの中の5gの試料を、オリエルランプの8mW/cm2UV−Bで照射。
Claims (15)
- 硬化シーラントを有する燃料電池部品を含む燃料電池であって、但し、前記硬化シーラントが組成物の紫外線放射への暴露によって硬化され、前記組成物がテレケリック官能性ポリイソブチレン、有機水素シラン架橋剤、白金触媒及び光開始剤を含有する、燃料電池。
- 前記テレケリック官能性ポリイソブチレンが、アルケニル末端ジアリルポリイソブチレンオリゴマーを含有する、請求項1に記載の燃料電池。
- 前記燃料電池部品が、カソード流動場プレート、アノード流動場プレート、樹脂フレーム、ガス拡散層、アノード触媒層、カソード触媒層、膜電解質、膜・電極アセンブリフレーム、及びこれらの組合せからなる群より選択される、請求項1に記載の燃料電池。
- 燃料電池を形成する方法であって、(a)基材を含む燃料電池部品を提供するステップ;(b)キャビティを有するモールド型を提供するステップ;(c)前記キャビティが前記基材と流体連通するように前記モールド型を配置するステップ;(d)硬化性液体シーラント組成物(但し、前記硬化性シーラント組成物は、テレケリック官能性ポリイソブチレン、有機水素シラン架橋剤、白金触媒及び光開始剤を含む)を前記キャビティに付与するステップ;及び(e)前記組成物を化学放射線で硬化するステップ、を含む方法。
- 前記テレケリック官能性ポリイソブチレンが、アルケニル末端ジアリルポリイソブチレンオリゴマーを含む、請求項4に記載の方法。
- 前記燃料電池部品が、カソード流動場プレート、アノード流動場プレート、樹脂フレーム、ガス拡散層、アノード触媒層、カソード触媒層、膜電解質、膜・電極アセンブリフレーム、及びこれらの組合せからなる群より選択される、請求項4に記載の方法。
- 燃料電池を形成する方法であって、(a)基材を含む燃料電池部品を提供するステップ;(b)キャビティを有するモールド型を提供するステップ;(c)前記キャビティが前記基材と流体連通するように前記モールド型を配置するステップ;(d)硬化性液体シーラント組成物(但し、前記硬化性シーラント組成物は、アクリレート、ウレタン、ポリエーテル、ポリオレフィン、ポリエステル、これらのコポリマー及びこれらの組合からなる群より選択される化学放射線硬化性材料である)を前記キャビティに付与するステップ;及び(e)前記組成物を化学放射線で硬化するステップ、を含む方法。
- 前記硬化性組成物が、テレケリック官能性ポリイソブチレンを含む、請求項7に記載の方法。
- 前記テレケリック官能性ポリイソブチレンが、アルケニル末端ジアリルポリイソブチレンオリゴマーを含む、請求項8に記載の方法。
- 前記燃料電池部品が、カソード流動場プレート、アノード流動場プレート、樹脂フレーム、ガス拡散層、アノード触媒層、カソード触媒層、膜電解質、膜・電極アセンブリフレーム、及びこれらの組合せからなる群より選択される、請求項7に記載の方法。
- 燃料電池を形成する方法であって、(a)基材を含む第1燃料電池部品及び基材を含む第2燃料電池部品を提供するステップ;(b)2液型の化学放射線硬化性液体シーラント(但し、前記シーラントの第1部分はテレケリック官能性ポリイソブチレン及び有機水素シラン、及び前記第2部分は光開始剤を含んでいる)を提供するステップ;(c)前記シーラントの第1部分を前記第1燃料電池部品の基材に付与するステップ;(d)前記シーラントの第2部分を前記第2燃料電池部品の基材に付与するステップ;(e)前記第1及び第2燃料電池部品の基材を近接して並置して位置合わせするステップ;及び(f)化学放射線で前記シーラントを硬化するステップ、を含む方法。
- 前記テレケリック官能性ポリイソブチレンが、アルケニル末端ジアリルポリイソブチレンオリゴマーを含む、請求項11に記載の方法。
- 前記第1及び第2燃料電池部品が、カソード流動場プレート、アノード流動場プレート、樹脂フレーム、ガス拡散層、アノード触媒層、カソード触媒層、膜電解質、膜・電極アセンブリフレーム、及びこれらの組合せからなる群より選択される、請求項11に記載の方法。
- 前記基材を位置合わせするステップが、さらに、キャビティを有するモールド型を提供するステップ;及び前記キャビティが前記基材と流体連通するようにモールド型を配置するステプを含む、請求項11に記載の方法。
- 前記モールド型が、化学放射線に対して透過性である、請求項4に記載の方法。
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