JP2010165622A - 燃料電池用触媒層とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基材の一方面に、触媒溶液を塗工し、熱圧着してカソード側触媒層もしくはアノード側触媒層のいずれか一方を形成する第1の工程と、基材の他方面、もしくは別途の基材の一方面に、前記触媒溶液を塗工し、熱圧着してアノード側触媒層もしくはカソード側触媒層の他方を形成する第2の工程と、からなり、アノード側の触媒層を熱圧着する際の温度が、カソード側の触媒層を熱圧着する際の温度に比して高くなっている、燃料電池用触媒層の製造方法である。
【選択図】図2
Description
膜電極接合体4のうち、そのアノード側およびカソード側の側面の周縁(触媒層2,3の周縁)に、接着剤を介して保護フィルム6,6を接着する。ここで、この保護フィルム6は、ポリテトラフルオロエチレン、PVDF(二フッ化ポリビニル)、ポリエチレン、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル(PPE)、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、コポリアミド、ポリアミドエラストマ、ポリイミド、ポリウレタン、ポリウレタンエラストマ、シリコーン、シリコンゴム、シリコンベースのエラストマなどから形成されている。また、この接着剤は、エポキシド、シリコーン、ポリウレタン、アクリル樹脂、イソシアネート、フェノール樹脂、ポリアミド樹脂およびポリエステル樹脂などからなる有機ポリマー素材の接着剤が使用される。
なお、ガスケット7には、冷却水供給用および排水用のマニホールドM、燃料ガスや酸化剤ガスを供給するためのマニホールドMと、反応後のガスを排気するためのマニホールドMが形成されており、ガスケット7に設けられた無端状のリブ71が各マニホールドMを囲繞することによって流体シールが形成されている。
本発明者等は、上記する本発明の製造方法によって製造された触媒層(実施例)と、熱圧着時のアニール温度が異なる2種類の触媒層(比較例1,2であり、比較例1はカソード側がアノード側に比して高いアニール温度の場合、比較例2はそれぞれのアノード側およびカソード側の各触媒層を形成する際の熱圧着時のアニール温度は同じ)に関し、それらの触媒層を具備する燃料電池セルの発電性能を実証した。なお、触媒層形成用の触媒溶液の組成を以下の表1に、触媒層の熱圧着時の条件を以下の表2にそれぞれ示す。
図4より、比較例1,2に対して実施例のセル電圧は高い傾向にあり、1.0A/cm2以上の高電流密度領域ではその傾向が顕著となっており、特に1.5A/cm2以上において、実施例は、比較例1に対して1割程度、比較例2に対して0.5割程度もセル電圧が高くなることが実証された。
Claims (7)
- 燃料電池のアノード側およびカソード側の触媒層の製造方法であって、
基材の一方面に、触媒が担持された導電性担体と、電解質と、分散溶媒と、を含む触媒溶液を塗工し、熱圧着してカソード側触媒層もしくはアノード側触媒層のいずれか一方を形成する第1の工程と、
前記基材の他方面、もしくは別途の基材の一方面に、前記触媒溶液を塗工し、熱圧着してアノード側触媒層もしくはカソード側触媒層の他方を形成する第2の工程と、からなり、
アノード側の触媒層を熱圧着する際の温度が、カソード側の触媒層を熱圧着する際の温度に比して高くなっている、燃料電池用触媒層の製造方法。 - アノード側の前記熱圧着する際の温度が、前記電解質のガラス転移温度よりも高い温度であり、カソード側の前記熱圧着する際の温度が、前記電解質のガラス転移温度以下の温度である、請求項1に記載の燃料電池用触媒層の製造方法。
- 前記基材が電解質膜であり、第1の工程では電解質膜の一方面にアノード側触媒層が形成され、第2の工程では電解質膜の他方面にカソード側触媒層が形成されるものである、請求項1または2に記載の燃料電池用触媒層の製造方法。
- 前記基材が2つのガス拡散層もしくは2つの支持フィルムであり、第1の工程では一方の基材の一方面にカソード側触媒層もしくはアノード側触媒層のいずれか一方が形成され、第2の工程では他方の基材の一方面にアノード側触媒層もしくはカソード側触媒層の他方が形成されるものである、請求項1または2に記載の燃料電池用触媒層の製造方法。
- 燃料電池の電解質膜を挟持するアノード側およびカソード側の触媒層であって、
カソード側に比してアノード側の触媒層の熱圧着時の温度が高く、かつ、少なくとも該熱圧着された際のカソード側の触媒層内の電解質の含水率がアノード側に比して相対的に高くなっている、燃料電池用触媒層。 - 燃料電池の電解質膜を挟持するアノード側およびカソード側の触媒層であって、
カソード側に比してアノード側の触媒層の熱圧着時の温度が高く、かつ、少なくとも該熱圧着された際のアノード側の触媒層内の電解質の結晶化度がカソード側に比して相対的に高くなっている、燃料電池用触媒層。 - 請求項5または6に記載の燃料電池用触媒層が電解質膜を挟持して膜電極接合体が形成され、該膜電極接合体をガス拡散層およびセパレータが挟持しており、
カソード側には無加湿雰囲気の酸化剤ガスが提供され、アノード側には加湿雰囲気の燃料ガスが提供されるようになっている、燃料電池。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012086082A1 (ja) * | 2010-12-24 | 2012-06-28 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池及びその製造方法 |
Citations (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001196070A (ja) * | 2000-01-12 | 2001-07-19 | Toyota Motor Corp | 接合体製造装置および接合体製造方法 |
JP2002042824A (ja) * | 2000-07-19 | 2002-02-08 | Fuji Electric Co Ltd | 固体高分子型燃料電池およびその製造方法 |
JP2003059494A (ja) * | 2001-08-09 | 2003-02-28 | Asahi Glass Co Ltd | 固体高分子型燃料電池の運転方法及び燃料電池装置 |
JP2003109602A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高分子電解質形燃料電池およびその製造方法 |
JP2004119065A (ja) * | 2002-09-24 | 2004-04-15 | Aisin Seiki Co Ltd | 固体高分子型燃料電池の膜電極接合体の製造方法 |
JP2005050734A (ja) * | 2003-07-30 | 2005-02-24 | Japan Storage Battery Co Ltd | 固体高分子形燃料電池用電極の製造方法 |
JP2005203125A (ja) * | 2004-01-13 | 2005-07-28 | Nec Corp | 燃料電池 |
JP2005209402A (ja) * | 2004-01-20 | 2005-08-04 | Aisin Seiki Co Ltd | 固体高分子型燃料電池の膜電極接合体の製造方法 |
JP2005340150A (ja) * | 2004-04-26 | 2005-12-08 | Hitachi Ltd | 燃料電池電源とその運転方法および燃料電池電源を用いた携帯用電子機器 |
WO2006004120A1 (ja) * | 2004-07-06 | 2006-01-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | ガス拡散電極および高分子電解質型燃料電池の製造方法、ならびにガス拡散電極および高分子電解質型燃料電池 |
JP2006092811A (ja) * | 2004-09-21 | 2006-04-06 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池用触媒層、膜電極接合体及び燃料電池 |
JP2006172959A (ja) * | 2004-12-17 | 2006-06-29 | Nissan Motor Co Ltd | 固体高分子形燃料電池及びその製造方法 |
JP2007095582A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Nissan Motor Co Ltd | 膜電極接合体製造方法 |
JP2007134306A (ja) * | 2005-11-10 | 2007-05-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 直接酸化型燃料電池およびその膜電極接合体 |
JP2007149592A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-14 | Toyobo Co Ltd | 高分子電解質膜・電極接合体の製造方法、および高分子電解質膜・電極接合体 |
JP2007200596A (ja) * | 2006-01-24 | 2007-08-09 | Kaneka Corp | 燃料電池用触媒層形成材料、それを用いた高分子電解質膜/電極接合体、およびそれを備えた燃料電池 |
JP2008091303A (ja) * | 2006-10-05 | 2008-04-17 | Kaneka Corp | 燃料電池用膜電極接合体及びそれを用いてなる直接メタノール形燃料電池 |
WO2008050692A1 (en) * | 2006-10-23 | 2008-05-02 | Asahi Glass Company, Limited | Membrane electrode assembly for solid polymer fuel cell |
WO2008096598A1 (ja) * | 2007-02-07 | 2008-08-14 | Kuraray Co., Ltd. | 触媒層及びその製法並びに該触媒層を使用した膜-電極接合体及び固体高分子型燃料電池 |
JP2008204664A (ja) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池用膜電極接合体、およびこれを用いた燃料電池 |
-
2009
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Patent Citations (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001196070A (ja) * | 2000-01-12 | 2001-07-19 | Toyota Motor Corp | 接合体製造装置および接合体製造方法 |
JP2002042824A (ja) * | 2000-07-19 | 2002-02-08 | Fuji Electric Co Ltd | 固体高分子型燃料電池およびその製造方法 |
JP2003059494A (ja) * | 2001-08-09 | 2003-02-28 | Asahi Glass Co Ltd | 固体高分子型燃料電池の運転方法及び燃料電池装置 |
JP2003109602A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高分子電解質形燃料電池およびその製造方法 |
JP2004119065A (ja) * | 2002-09-24 | 2004-04-15 | Aisin Seiki Co Ltd | 固体高分子型燃料電池の膜電極接合体の製造方法 |
JP2005050734A (ja) * | 2003-07-30 | 2005-02-24 | Japan Storage Battery Co Ltd | 固体高分子形燃料電池用電極の製造方法 |
JP2005203125A (ja) * | 2004-01-13 | 2005-07-28 | Nec Corp | 燃料電池 |
JP2005209402A (ja) * | 2004-01-20 | 2005-08-04 | Aisin Seiki Co Ltd | 固体高分子型燃料電池の膜電極接合体の製造方法 |
JP2005340150A (ja) * | 2004-04-26 | 2005-12-08 | Hitachi Ltd | 燃料電池電源とその運転方法および燃料電池電源を用いた携帯用電子機器 |
WO2006004120A1 (ja) * | 2004-07-06 | 2006-01-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | ガス拡散電極および高分子電解質型燃料電池の製造方法、ならびにガス拡散電極および高分子電解質型燃料電池 |
JP2006092811A (ja) * | 2004-09-21 | 2006-04-06 | Aisin Seiki Co Ltd | 燃料電池用触媒層、膜電極接合体及び燃料電池 |
JP2006172959A (ja) * | 2004-12-17 | 2006-06-29 | Nissan Motor Co Ltd | 固体高分子形燃料電池及びその製造方法 |
JP2007095582A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Nissan Motor Co Ltd | 膜電極接合体製造方法 |
JP2007134306A (ja) * | 2005-11-10 | 2007-05-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 直接酸化型燃料電池およびその膜電極接合体 |
JP2007149592A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-14 | Toyobo Co Ltd | 高分子電解質膜・電極接合体の製造方法、および高分子電解質膜・電極接合体 |
JP2007200596A (ja) * | 2006-01-24 | 2007-08-09 | Kaneka Corp | 燃料電池用触媒層形成材料、それを用いた高分子電解質膜/電極接合体、およびそれを備えた燃料電池 |
JP2008091303A (ja) * | 2006-10-05 | 2008-04-17 | Kaneka Corp | 燃料電池用膜電極接合体及びそれを用いてなる直接メタノール形燃料電池 |
WO2008050692A1 (en) * | 2006-10-23 | 2008-05-02 | Asahi Glass Company, Limited | Membrane electrode assembly for solid polymer fuel cell |
WO2008096598A1 (ja) * | 2007-02-07 | 2008-08-14 | Kuraray Co., Ltd. | 触媒層及びその製法並びに該触媒層を使用した膜-電極接合体及び固体高分子型燃料電池 |
JP2008204664A (ja) * | 2007-02-16 | 2008-09-04 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池用膜電極接合体、およびこれを用いた燃料電池 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012086082A1 (ja) * | 2010-12-24 | 2012-06-28 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池及びその製造方法 |
CN103270632A (zh) * | 2010-12-24 | 2013-08-28 | 丰田自动车株式会社 | 燃料电池及其制造方法 |
JP5853958B2 (ja) * | 2010-12-24 | 2016-02-09 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料電池及びその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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