JP2010102937A - 燃料電池用電極層の形成材料、燃料電池用膜電極接合体、燃料電池、燃料電池用電極層の形成材料の製造方法、燃料電池用電極層の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】噴霧工程によって得た一次粒子(原料粒子)33と、第二のイオン伝導性ポリマー51と、第二の溶剤52とを混合し、第二溶液(溶媒インク)37を得る。この第二溶液37を、ターゲット55、即ち、燃料電池のセルを構成する高分子電解質膜や拡散層に向けて噴霧する。これによって、ターゲット55には、無数の一次粒子(原料粒子)33が第二のイオン伝導性ポリマー51を介して凝集してなる二次粒子57が、ターゲット55上で層状に形成され、電極層59となる。
【選択図】図3
Description
図6において、符号101は高分子電解質膜を示す。この高分子電解質膜101の一面には、例えば厚さ20μm程度のアノード電極層102が形成される。また、高分子電解質膜101の他面には、例えば、厚さ20μm程度のカソード電極層103が形成される。膜電極接合体100は、これら高分子電解質膜101,アノード電極層102,カソード電極層103が一体化されてなる。更に、アノード電極層102およびカソード電極層103の表面にカーボンペーパーなどの拡散層(図示せず)が設けられているのが好ましい。
すなわち、本発明の燃料電池用電極層の形成材料は、触媒を担持体に担持させた触媒担持粒子と、第一のイオン伝導性ポリマーとを少なくとも含み、液状物を除去した乾燥状態にある略球形の一次粒子を備えたことを特徴とする
この燃料電池1は、例えばメタノールを燃料とするものであり、図1に示すように、発電を行うための単位セル(セル)2を備えている。そして、燃料電池1はこの単位セル2がセパレータ4により挟持されて構成されている。こうした燃料電池1は、単位セル2が1個から構成されるものであってもよいが、通常、充分な出力を得るために、単位セル2を重ねてそれらが一つのパッケージとして使用される。このパッケージが符号3に示すスタックと呼ばれるものに相当する。
以上により、本発明による燃料電池用電極層の製造方法の効果が確認された。
Claims (10)
- 触媒を担持体に担持させた触媒担持粒子と、第一のイオン伝導性ポリマーとを少なくとも含み、液状物を除去した乾燥状態にある略球形の一次粒子を備えたことを特徴とする燃料電池用電極層の形成材料。
- 前記一次粒子の平均粒径は、5μm以上100μm未満であることを特徴とする請求項1記載の燃料電池用電極層の形成材料。
- 前記一次粒子と、第二のイオン伝導性ポリマーとを溶剤に分散させたことを特徴とする請求項1または請求項2記載の燃料電池用電極層の形成材料。
- 電解質膜の少なくとも一方の面に形成され、
触媒を担持体に担持させた触媒担持粒子と、第一のイオン伝導性ポリマーとを少なくとも含み、液状物を除去した乾燥状態にある略球形の一次粒子を、第二のイオン伝導性ポリマーによって多数凝集させた二次粒子からなる電極層を有することを特徴とする燃料電池用膜電極接合体。 - 前記一次粒子の平均粒径は、5μm以上100μm未満であり、前記二次粒子の最大辺は、10μm以上1000μm以下であることを特徴とする請求項4記載の燃料電池用膜電極接合体。
- 電極層の少なくとも一方が、触媒を担持体に担持させた触媒担持粒子と、第一のイオン伝導性ポリマーとを少なくとも含み、液状物を除去した乾燥状態にある略球形の一次粒子を、第二のイオン伝導性ポリマーによって多数凝集させた二次粒子からなる電極層を有することを特徴とする燃料電池。
- 前記一次粒子の平均粒径は、5μm以上100μm未満であり、前記二次粒子の最大辺は、10μm以上1000μm以下であることを特徴とする請求項6記載の燃料電池。
- 触媒を担持体に担持させた触媒担持粒子と、第一のイオン伝導性ポリマーと、第一の溶剤とを少なくとも含んだ第一溶液を大気中に噴霧して、溶剤を揮発させ、乾燥した略球状の一次粒子を得る噴霧工程を備えたことを特徴とする燃料電池用電極層の形成材料の製造方法。
- 前記噴霧工程は、超音波スプレー装置を用いて前記第一溶液を噴霧することを特徴とする請求項8記載の燃料電池用電極層の形成材料の製造方法。
- 請求項8または9に記載の燃料電池用電極層の形成材料の製造方法によって得た一次粒子と、第二のイオン伝導性ポリマーと、第二の溶剤とを少なくとも含んだ第二溶液を用いて、電解質膜または拡散層を含むターゲットの少なくとも一面に、前記一次粒子を前記第二のイオン伝導性ポリマーによって多数凝集させた二次粒子からなる電極層を形成する電極層形成工程を少なくとも備えたことを特徴とする燃料電池用電極層の製造方法。
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