JP2012204308A - ガス拡散層と燃料電池、及びガス拡散層の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 実施形態によれば、電気伝導性を持つ多孔質基材1の表面上に、電気伝導性を持つ炭素粉末と結着材との混合粉末からなる中間層2を形成したガス拡散層であって、多孔質基材1の表面粗さRaよりも混合粉末2の平均粒子径Lが小さい。
【選択図】 図1
Description
図1は、第1の実施形態に係わるガス拡散層の概略構成を示す断面図である。
図4は、第2の実施形態に係わる燃料電池の概略構成を示す断面図である。
酸化剤極:O2 +4H+ +4e− → 2H2 O……(2)
上式において、燃料極50では、式(1)に示すように、供給した水素を水素イオンと電子に解離する。その際、水素イオンは電解質層を通り、また、電子は外部回路を通り、酸化剤極60にそれぞれ移動する。
ガス拡散層は必ずしも燃料電池の電極として用いるに限らず、ガスの拡散が可能で導電性であることを要求される部分に適用可能である。さらに、電解質は、必ずしも水素イオン伝導性を有する固体高分子を電解質とした固体高分子電解質膜に限るものではなく、アルカリ電解質であっても良い。
2…中間層
10…ガス拡散層
20…ガス拡散基材吸引ステージ
21…中間層形成チャンバー
22…混合物供給部
23…ガス供給部
24…カーボンペーパー
25…ガス流量調整部
26…排気ブロワー
27…圧力調整弁
40…固体高分子電解質膜
50…燃料極
51…燃料極多孔質基材
52…燃料極中間層
53…燃料極触媒層
55…燃料極側セパレータ
56…燃料ガス供給溝
60…酸化剤極
61…酸化剤極多孔質基材
62…酸化剤極中間層
63…酸化剤極触媒層
65…酸化剤極側セパレータ
66…酸化剤ガス供給溝
Claims (7)
- 電気伝導性を持つ多孔質基材の表面上に、電気伝導性を持つ炭素粉末と結着材との混合粉末からなる中間層を形成したガス拡散層であって、
前記多孔質基材の表面粗さRaよりも前記混合粉末の平均粒子径Lが小さいことを特徴とするガス拡散層。 - 前記多孔質基材の表面粗さRaが8μm〜20μmであり、前記混合粉末の平均粒子径Lが2μm〜5μmであることを特徴とする請求項1記載のガス拡散層。
- 電解質膜を挟んで対向配置された燃料極拡散層及び酸化剤極拡散層と、
前記燃料極拡散層及び酸化剤極拡散層の前記電解質膜に対向する面にそれぞれ配置された触媒層と、
を具備し、
前記燃料極拡散層及び酸化剤極拡散層の少なくとも一方は、電気伝導性を持つ多孔質基材と、電気伝導性を持つ炭素粉末と結着材との混合粉末からなり前記基材の表面上に被着された中間層とを有し、前記多孔質基材の表面粗さRaよりも前記混合粉末の平均粒子径Lが小さいことを特徴とする燃料電池。 - 前記多孔質基材の表面粗さRaが8μm〜20μmであり、前記混合粉末の平均粒子径Lが2μm〜5μmであることを特徴とする請求項3記載の燃料電池。
- 前記触媒層は、触媒粉末と結着材からなる混合粉末を前記中間層に塗布して形成されたものであることを特徴とする請求項3又は4に記載の燃料電池。
- 電気伝導性を持つ多孔質基材を用意する工程と、
電気伝導性を持つ炭素粉末と結着材との混合粉末を用意する工程と、
前記混合粉末の平均粒径Lが前記多孔質基材の表面粗さRaよりも小さくなるように、前記混合粉末を不活性ガス中で粉砕する工程と、
前記粉砕された混合粉末を前記多孔質基材の表面上に積層することにより中間層を形成する工程と、
を含むことを特徴とするガス拡散層の製造方法。 - 前記多孔質基材として表面粗さRaが8μm〜20μmのカーボン系材料を用い、前記不活性ガスに中での粉砕により前記混合粉末の平均粒子径Lを2μm〜5μmにすることを特徴とする請求項6記載のガス拡散層の製造方法。
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JP2016195060A (ja) * | 2015-04-01 | 2016-11-17 | 三菱レイヨン株式会社 | ガス拡散層とその製造方法 |
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WO2005081339A1 (ja) * | 2004-02-23 | 2005-09-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | ガス拡散層およびこれを用いた燃料電池 |
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2011
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