JP2012033458A5 - - Google Patents

Description

（１）炭素繊維から成る層と撥水層とが積層して成るガス拡散層に対しガス拡散層の厚み方向に予め定められた圧力を加える工程と、予め定められた圧力で押圧された際に撥水層から突出した炭素繊維を除去する工程と、を有し、突出した炭素繊維を除去する工程は、突出した炭素繊維に通電することにより燃焼させて除去する工程である燃料電池のガス拡散層の製造方法である。

（２）上記（１）に記載の燃料電池のガス拡散層の製造方法において、突出した炭素繊維を除去する工程は、炭素繊維からなる層と接する面に対して反対側の撥水層の面に絶縁部材を配置し、さらにガス拡散層と絶縁部材とを挟むように一対の電極を配置して、前記撥水層から突出しさらに絶縁部材を貫通して一方の電極に接触した炭素繊維に通電することにより突出した炭素繊維を燃焼させて除去する工程である燃料電池のガス拡散層の製造方法である。

（３）上記（２）に記載の燃料電池のガス拡散層の製造方法において、さらに、突出した炭素繊維に通電する前に、押圧下で、前記絶縁部材に対して相対的にガス拡散層の平面方向にガス拡散層をスライドさせるスライド工程を有する燃料電池のガス拡散層の製造方法である。

（４）上記（１）に記載の燃料電池のガス拡散層の製造方法において、前記予め定められた圧力を加える工程は、ガス拡散層の炭素繊維からなる層側からのみ、瞬間的にガス拡散層に予め定められた圧力以上の圧力を加える工程であり、突出した炭素繊維を除去する工程は、炭素繊維からなる層と接する面に対して反対側の撥水層の面に絶縁部材を配置し、さらにガス拡散層と絶縁部材とを挟むように一対の電極を配置して、前記撥水層から突出しさらに絶縁部材を貫通して一方の電極に接触した炭素繊維に通電することにより突出した炭素繊維を燃焼させて除去する工程である燃料電池のガス拡散層の製造方法である。

（５）上記（１）または（４）記載の燃料電池のガス拡散層の製造方法において、前記予め定められた圧力は、燃料電池の複数のセルをスタック状に積層した際に加わる面圧相当の圧力である燃料電池のガス拡散層の製造方法である。

（６）上記（１）から（５）のいずれか１つに記載の燃料電池のガス拡散層の製造方法において、撥水層から突出した炭素繊維を燃焼除去した際に撥水層に形成される凹部に、撥水層を構成する材料と同種の材料を埋める燃料電池のガス拡散層の製造方法である。

（７）上記（１）に記載の燃料電池のガス拡散層の製造方法により製造されたガス拡散層を、電解質膜の一方面に燃料極を他方の面に空気極をそれぞれ配した膜電極接合体に積層してなる発電体と、セパレータとが交互に積層して形成された燃料電池である。

（８）炭素繊維から成る層と撥水層とが積層して成るガス拡散層に対しガス拡散層の厚み方向に圧力を加える加圧手段と、ガス拡散層に予め定められた圧力が加えられている状態で撥水層から突出した炭素繊維を除去する除去手段と、を備え、前記除去手段が、炭素繊維から成る層と接する面に対して反対側の撥水層の面に配置される絶縁部材と、ガス拡散層と絶縁部材とを挟むように設けられた一対の電極と、一対の電極に電圧を印加する電圧印加手段と、を有する燃料電池のガス拡散層の製造装置である。

（９）上記（８）に記載の燃料電池のガス拡散層の製造装置において、前記絶縁部材は、連通孔を有する燃料電池のガス拡散層の製造装置である。

（１０）上記（８）に記載の燃料電池のガス拡散層の製造装置において、さらに、押圧下で、前記絶縁部材に対して相対的にガス拡散層の平面方向にガス拡散層をスライドさせるガス拡散層スライド手段を有する燃料電池のガス拡散層の製造装置である。

（１１）上記（８）に記載の燃料電池のガス拡散層の製造装置において、前記加圧手段は、ガス拡散層の炭素繊維からなる層側からのみ、瞬間的にガス拡散層に予め定められた圧力以上の圧力を加える加圧手段であり、前記除去手段が、炭素繊維から成る層と接する面に対して反対側の撥水層の面に配置される絶縁部材と、ガス拡散層と絶縁部材とを挟むように設けられた一対の電極と、一対の電極に電圧を印加する電圧印加手段と、を有する燃料電池のガス拡散層の製造装置である。

（１２）上記（８）または（１１）記載の燃料電池のガス拡散層の製造装置において、前記予め定められた圧力は、燃料電池の複数のセルをスタック状に積層した際に加わる面圧相当の圧力である燃料電池のガス拡散層の製造装置である。

（１３）上記（８）から（１２）のいずれか１つに記載の燃料電池のガス拡散層の製造装置において、さらに、撥水層から突出した炭素繊維を燃焼除去した際に撥水層に形成される凹部に、撥水層を構成する材料と同種の材料を塗布する塗布手段を有する燃料電池のガス拡散層の製造装置である。

Claims (13)

1. 炭素繊維から成る層と撥水層とが積層してなるガス拡散層に対しガス拡散層の厚み方向に予め定められた圧力を加える工程と、
   予め定められた圧力で押圧された際に撥水層から突出した炭素繊維を除去する工程と、
   を有し、
   突出した炭素繊維を除去する工程は、突出した炭素繊維に通電することにより燃焼させて除去する工程であることを特徴とする燃料電池のガス拡散層の製造方法。
2. 請求項１に記載の燃料電池のガス拡散層の製造方法において、
   突出した炭素繊維を除去する工程は、炭素繊維からなる層と接する面に対して反対側の撥水層の面に絶縁部材を配置し、さらにガス拡散層と絶縁部材とを挟むように一対の電極を配置して、前記撥水層から突出しさらに絶縁部材を貫通して一方の電極に接触した炭素繊維に通電することにより突出した炭素繊維を燃焼させて除去する工程であることを特徴とする燃料電池のガス拡散層の製造方法。
3. 請求項２に記載の燃料電池のガス拡散層の製造方法において、
   さらに、突出した炭素繊維に通電する前に、押圧下で、前記絶縁部材に対して相対的にガス拡散層の平面方向にガス拡散層をスライドさせるスライド工程を有することを特徴とする燃料電池のガス拡散層の製造方法。
4. 請求項１に記載の燃料電池のガス拡散層の製造方法において、
   前記予め定められた圧力を加える工程は、ガス拡散層の炭素繊維からなる層側からのみ、瞬間的にガス拡散層に予め定められた圧力以上の圧力を加える工程であり、
   突出した炭素繊維を除去する工程は、炭素繊維からなる層と接する面に対して反対側の撥水層の面に絶縁部材を配置し、さらにガス拡散層と絶縁部材とを挟むように一対の電極を配置して、前記撥水層から突出しさらに絶縁部材を貫通して一方の電極に接触した炭素繊維に通電することにより突出した炭素繊維を燃焼させて除去する工程であることを特徴とする燃料電池のガス拡散層の製造方法。
5. 請求項１または請求項４に記載の燃料電池のガス拡散層の製造方法において、
   前記予め定められた圧力は、燃料電池の複数のセルをスタック状に積層した際に加わる面圧相当の圧力であることを特徴とする燃料電池のガス拡散層の製造方法。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の燃料電池のガス拡散層の製造方法において、
   撥水層から突出した炭素繊維を燃焼除去した際に撥水層に形成される凹部に、撥水層を構成する材料と同種の材料を埋めることを特徴とする燃料電池のガス拡散層の製造方法。
7. 請求項１に記載の燃料電池のガス拡散層の製造方法により製造されたガス拡散層を、電解質膜の一方面に燃料極を他方の面に空気極をそれぞれ配した膜電極接合体に積層して成る発電体と、セパレータとが交互に積層して形成されたことを特徴とする燃料電池。
8. 炭素繊維から成る層と撥水層とが積層して成るガス拡散層に対しガス拡散層の厚み方向に圧力を加える加圧手段と、
   ガス拡散層に予め定められた圧力が加えられている状態で撥水層から突出した炭素繊維を除去する除去手段と、
   を備え、
   前記除去手段が、炭素繊維から成る層と接する面に対して反対側の撥水層の面に配置される絶縁部材と、
   ガス拡散層と絶縁部材とを挟むように設けられた一対の電極と、
   一対の電極に電圧を印加する電圧印加手段と、
   を有することを特徴とする燃料電池のガス拡散層の製造装置。
9. 請求項８に記載の燃料電池のガス拡散層の製造装置において、
   前記絶縁部材は、連通孔を有することを特徴とする燃料電池のガス拡散層の製造装置。
10. 請求項８に記載の燃料電池のガス拡散層の製造装置において、
    さらに、押圧下で、前記絶縁部材に対して相対的に拡散層の平面方向にガス拡散層をスライドさせるガス拡散層スライド手段を有することを特徴とする燃料電池のガス拡散層の製造装置。
11. 請求項８に記載の燃料電池のガス拡散層の製造装置において、
    前記加圧手段は、ガス拡散層の炭素繊維からなる層側からのみ、瞬間的にガス拡散層に予め定められた圧力以上の圧力を加える加圧手段であり、
    前記除去手段が、炭素繊維から成る層と接する面に対して反対側の撥水層の面に配置される絶縁部材と、
    ガス拡散層と絶縁部材とを挟むように設けられた一対の電極と、
    一対の電極に電圧を印加する電圧印加手段と、
    を有することを特徴とする燃料電池のガス拡散層の製造装置。
12. 請求項８または請求項１１記載の燃料電池のガス拡散層の製造装置において、
    前記予め定められた圧力は、燃料電池の複数のセルをスタック状に積層した際に加わる面圧相当の圧力であることを特徴とする燃料電池のガス拡散層の製造装置。
13. 請求項８から請求項１２のいずれか１項に記載の燃料電池のガス拡散層の製造装置において、
    さらに、撥水層から突出した炭素繊維を燃焼除去した際に撥水層に形成される凹部に、撥水層を構成する材料と同種の材料を塗布する塗布手段を有することを特徴とする燃料電池のガス拡散層の製造装置。