JP2011507698A - 凝集溶剤を含有する電極インク - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は2007年12月27日出願の米国特許仮出願第61/017061号の利益を主張するものであり、その開示の全内容を参照により本明細書に援用する。
本開示は凝集溶剤を含有する電極インクを使用して燃料電池膜電極組立体を製造する方法に関する。
ポリマー膜の中の添加物の「均一」分布は、添加物の存在量が、+/−90%を超えてばらつかないこと、より典型的には+/−50%を超えて、より典型的には+/−20%を超えてばらつかないことを意味し、
ポリマーの「当量」(EW)は、塩基の1当量を中和するポリマーの重量を意味し、
「多価カチオン」は、2+以上の電荷を有するカチオンを意味し、
「高フッ素化」は、40重量%以上、典型的には50重量%以上、より典型的には60重量%以上の量でフッ素を含有することを意味し、並びに
アニオン性官能基に関して「酸形態」は、プロトンにより中和されていることを意味する。
60.0gのNECC SA50BK担持触媒(50% Pt/C、ロットSOC00195)をビーカーに入れた。214.5gのナフィオン(登録商標)(3M ID11−0021−3501−7、ロットSGW 06−07CS)の11%固体溶液がビーカーに加えられ、触媒粉末と混合された。267.5gの水がビーカーに加えられ、触媒粉末/アイオノマー溶液と混合された。インク混合物はその後、加熱された攪拌プレート上に1時間置かれた。ホットプレートは100℃に設定され、電磁攪拌器の電源をオンにした。時計皿がビーカーの上に置かれた。触媒インクを加熱した後、10分間、冷却した。インクの分散には、レベル3に設定されたVirTis Handishearが使用された。インクはコーティング前に室温になるまで冷却された。インクにCIF07の識別番号が付与された。
6gのNECC SA50BK担持触媒(50% Pt/C、ロットSOC00195)をビーカーに入れた。21.2gのナフィオン(登録商標)(3M ID 11−0021−3501−7、ロットSGW 06−07CS)の11%固体溶液がビーカーに加えられ、触媒粉末と混合された。26.5gの水がビーカーに加えられ、触媒粉末/アイオノマー溶剤と混合された。インク混合物はその後、加熱された攪拌プレート上に1時間置かれた。ホットプレートは100℃に設定され、電磁攪拌器の電源をオンにした。時計皿がビーカーの上に置かれた。触媒インクを加熱した後、10分間冷却した。9.5gの3M(商標)フロリナート(商標)エレクトロニックリキッド(Electronic Liquid)FC−3283(米国、ミネソタ州セントポール、3M社)がインクに加えられた。インクと凝集添加剤の分散には、レベル3に設定されたVirTis Handishearが使用された。インクはコーティング前に室温になるまで冷却された。インクにEC07FXL002Sの識別番号が付与された。
6gのNECC SA50BK担持触媒(50% Pt/C、ロットSOC00195)をビーカーに入れた。21.2gのナフィオン(登録商標)(3M ID 11−0021−3501−7、ロットSGW 06−07CS)の11%固体溶液がビーカーに加えられ、触媒粉末と混合された。26.5gの水がビーカーに加えられ、触媒粉末/アイオノマー溶剤と混合された。インク混合物はその後、加熱された攪拌プレート上に1時間置かれた。ホットプレートは100℃に設定され、電磁攪拌器の電源をオンにした。時計皿がビーカーの上に置かれた。触媒インクを加熱した後、10分間、冷却した。9.5gの3M(商標)フロリナート(商標)エレクトロニックリキッドFC−77(米国、ミネソタ州セントポールの3M社)がインクに加えられた。インクと凝集添加剤の分散には、レベル3に設定されたVirTis Handishearが使用された。インクはコーティング前に室温になるまで冷却された。インクにEC07FXL004Sの識別番号が付与された。
6gのNECC SA50BK担持触媒(50% Pt/C、ロットSOC00195)をビーカーに入れた。21.2gのナフィオン(登録商標)(3M ID 11−0021−3501−7、ロットSGW 06−07CS)の11%固体溶液がビーカーに加えられ、触媒粉末と混合された。26.5gの水がビーカーに加えられ、触媒粉末/アイオノマー溶剤と混合された。インク混合物はその後、加熱された攪拌プレート上に1時間置かれた。ホットプレートは100℃に設定され、電磁攪拌器の電源をオンにした。時計皿がビーカーの上に置かれた。触媒インクを加熱した後、10分間冷却した。9.5gの3M(商標)フロリナート(Fluorinert)(商標)エレクトロニックリキッド(Electronic Liquid)FC−40(米国、ミネソタ州セントポールの3M社)がインクに加えられた。インクと凝集添加剤の分散には、レベル3に設定されたVirTis Handishearが使用された。インクはコーティング前に室温になるまで冷却された。インクにEC07FXL005Sの識別番号が付与された。
6gのNECC SA50BK担持触媒(50% Pt/C、ロットSOC00195)をビーカーに入れた。21.2gのナフィオン(登録商標)(3M ID 11−0021−3501−7、ロットSGW 06−07CS)の11%固体溶液がビーカーに加えられ、触媒粉末と混合された。26.5gの水がビーカーに加えられ、触媒粉末/アイオノマー溶剤と混合された。インク混合物はその後、加熱された攪拌プレート上に1時間置かれた。ホットプレートは100℃に設定され、電磁攪拌器の電源をオンにした。時計皿がビーカーの上に置かれた。触媒インクを加熱した後、10分間、冷却した。9.5gの3M(商標)フロリナート(Fluorinert)(商標)エレクトロニックリキッド(Electronic Liquid)FC−70(米国、ミネソタ州セントポールの3M社)がインクに加えられた。インクと凝集添加剤の分散には、レベル3に設定されたVirTis Handishearが使用された。インクはコーティング前に室温になるまで冷却された。インクにEC07FXL006Sの識別番号が付与された。
6gのNECC SA50BK担持触媒(50% Pt/C、ロットSOC00195)をビーカーに入れた。21.2gのナフィオン(登録商標)(3M ID 11−0021−3501−7、ロットSGW 06−07CS)の11%固体溶液がビーカーに加えられ、触媒粉末と混合された。26.5gの水がビーカーに加えられ、触媒粉末/アイオノマー溶剤と混合された。インク混合物はその後、加熱された攪拌プレート上に1時間置かれた。ホットプレートは100℃に設定され、電磁攪拌器の電源をオンにした。時計皿がビーカーの上に置かれた。触媒インクを加熱した後、10分間、冷却した。9.5gのノベック7500がインクに追加された。インクと凝集添加剤の分散には、レベル3に設定されたVirTis Handishearが使用された。インクはコーティング前に室温になるまで冷却された。インクにEC07FXL001Sの識別番号が付与された。
6gのNECC SA50BK担持触媒(50% Pt/C、ロットSOC00195)をビーカーに入れた。21.2gのナフィオン(登録商標)(3M ID 11−0021−3501−7、ロットSGW 06−07CS)の11%固体溶液がビーカーに加えられ、触媒粉末と混合された。26.5gの水がビーカーに加えられ、触媒粉末/アイオノマー溶剤と混合された。インク混合物はその後、加熱された攪拌プレート上に1時間置かれた。ホットプレートは100℃に設定され、電磁攪拌器の電源をオンにした。時計皿がビーカーの上に置かれた。触媒インクを加熱した後、10分間、冷却した。9.5gのノベック7300がインクに追加された。インクと凝集添加剤の分散には、レベル3に設定されたVirTis Handishearが使用された。インクはコーティング前に室温になるまで冷却された。インクにEC07FXL003Sの識別番号が付与された。
6gのNECC SA50BK担持触媒(50% Pt/C、ロットSOC00195)をビーカーに入れた。21.2gのナフィオン(登録商標)(3M ID 11−0021−3501−7、ロットSGW 06−07CS)の11%固体溶液がビーカーに加えられ、触媒粉末と混合された。26.5gの水がビーカーに加えられ、触媒粉末/アイオノマー溶剤と混合された。インク混合物はその後、加熱された攪拌プレート上に1時間置かれた。ホットプレートは100℃に設定され、電磁攪拌器の電源をオンにした。時計皿がビーカーの上に置かれた。触媒インクを加熱した後、10分間、冷却した。6.0gのPGBEがインクに追加された。インクと凝集添加剤の分散には、レベル3に設定されたVirTis Handishearが使用された。インクはコーティング前に室温になるまで冷却された。インクにEC07FXL007Sの識別番号が付与された。
Claims (16)
- a)固体であって、
i)触媒材料、及び
ii)ポリマー電解質を含む固体、
b)水性溶剤、並びに
c)凝集溶剤、
を含む触媒インク。 - 前記凝集溶剤がアルカン、アルケン、アミン、エーテル、及び所望により置換され得る芳香族化合物からなる群から選択される、請求項1に記載の触媒インク。
- 前記凝集溶剤が部分フッ素化アルカン、部分フッ素化第3級アミン、完全フッ素化アルカン、及び完全フッ素化第3級アミンからなる群から選択される、請求項1に記載の触媒インク。
- 5〜30重量%の固体を含む、請求項1に記載の触媒インク。
- 10〜20重量%の固体を含む、請求項1に記載の触媒インク。
- 前記水性溶剤が、0〜50%のアルコール、0〜20%の多価アルコール、及び30〜100%の水を含む、請求項1に記載の触媒インク。
- 5〜25重量%の凝集溶剤を含む、請求項1に記載の触媒インク。
- 10〜20重量%の凝集溶剤を含む、請求項1に記載の触媒インク。
- 約15重量%の凝集溶剤を含む、請求項1に記載の触媒インク。
- 5〜25重量%の凝集溶剤を含む、請求項4に記載の触媒インク。
- 凝集溶剤を含む触媒層を含む燃料電池膜電極組立体。
- 前記凝集溶剤がアルカン、アルケン、アミン、エーテル、及び所望により置換され得る芳香族化合物からなる群から選択される、請求項11に記載の燃料電池膜電極組立体。
- 前記凝集溶剤が部分フッ素化アルカン、部分フッ素化第3級アミン、完全フッ素化アルカン、及び完全フッ素化第3級アミンからなる群から選択される、請求項11に記載の燃料電池膜電極組立体。
- 請求項1に記載の触媒インクを、
a)ポリマー電解質幕、及び
b)多孔質の導電性ガス拡散層、
の一方又は両方に適用する工程を含む、燃料電池膜電極組立体の製造方法。 - 請求項1に記載の触媒インクをポリマー電解質膜に適用する工程を含む、請求項14に記載の方法。
- 請求項1に記載の触媒インクを多孔質の導電性ガス拡散層に適用する工程を含む、請求項14に記載の方法。
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