JP2012212567A - 膜電極接合体及び燃料電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料電池10及び膜電極接合体50は、アノード触媒層26とアノードガス流路38との間に酸素拡散防止層が設けられている。この酸素拡散防止層は、アノード触媒層26に比して酸素の拡散性が低くされており、水素を良好に拡散させる一方で酸素の拡散を抑制する機能を有している。燃料電池システムの停止時において、アノード触媒層26に入り込む酸素の量を減少させる。また、停止時に入り込んだ酸素は酸素拡散防止層27によって拡散が妨げられることにより、カーボンを劣化させる反応を遅延させる。
【選択図】図2
Description
カソード:1/2O2+2H++2e− → H2O …(2)
カソード:C+2H2O → CO2+4H++4e− …(4)
撥水処理が施されたアノードガス拡散基材51に導電性粉末と撥水剤とを混練して得られるペースト状の混練物をロールコータ塗布などによって塗布し、乾燥処理及び熱処理を行うことにより、微細孔層52を有するアノードガス拡散層28を完成させる。イオン伝導体及びカーボンの混合物をジェットミルやビーズミルで粒子を粉砕することにより、細孔径が小さくなるように処理された酸素拡散防止層用スラリーを調整する。また、イオン伝導体と合金触媒を担持した炭素粒子を混合してアノード触媒スラリーを調整する。酸素拡散防止用スラリーを、スクリーン印刷やダイコータなどによってアノードガス拡散層などに塗布し、乾燥させる。次に、スクリーン印刷やダイコータなどによって、酸素拡散防止用スラリーの上からアノード触媒スラリーを塗布する。熱処理を行うことによって、酸素拡散防止層27及びアノード触媒層26を形成し、アノード22を完成させる。
撥水処理が施されたカソードガス拡散基材53に導電性粉末と撥水剤とを混練して得られるペースト状の混練物をロールコータ塗布などによって塗布し、乾燥処理及び熱処理を行うことにより、微細孔層54を有するカソードガス拡散層32を完成させる。イオン伝導体と合金触媒を担持した炭素粒子を混合してカソード触媒スラリーを調整する。スクリーン印刷などによって、カソードガス拡散層にカソード触媒スラリーを塗布し乾燥処理及び熱処理を行うことによってカソード触媒層30を形成しカソード24を完成させる。
上記の方法で作製したアノード22とカソード24との間に固体高分子電解質膜20を狭持した状態でホットプレスを行う。アノード22、固体高分子電解質膜20、およびカソード24をホットプレスして接合することによって膜電極接合体50を作製する。
カソード:1/2O2+2H++2e− → H2O …(2)
カソード:C+2H2O → CO2+4H++4e− …(4)
Claims (5)
- 電解質膜と、
前記電解質膜の一方の面に設けられたアノードと、
前記電解質膜の他方の面に設けられたカソードと、
を備え、
前記アノードは、電解質膜側から順にアノード触媒層とアノードガス拡散層とを含み、
前記カソードは、電解質膜側から順にカソード触媒層とカソードガス拡散層とを含み、
前記アノードは、前記アノード触媒層よりも前記電解質膜の反対側に、前記アノード触媒層に比して酸素の拡散性が低くされた酸素拡散防止層を有することを特徴とする膜電極接合体。 - 前記酸素拡散防止層は、前記アノード触媒層と前記アノードガス拡散層との間に設けられていることを特徴とする請求項1記載の膜電極接合体。
- 前記酸素拡散防止層は、前記アノードガス拡散層よりも前記電解質膜の反対側に設けられていることを特徴とする請求項1記載の膜電極接合体。
- 前記カソード触媒層の細孔は、前記アノード触媒層の細孔より大きいことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の膜電極接合体。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の膜電極接合体を備えることを特徴とする燃料電池。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2001202970A (ja) * | 2000-01-17 | 2001-07-27 | Asahi Glass Co Ltd | 固体高分子電解質型燃料電池用ガス拡散電極及びその製造方法 |
JP2009043687A (ja) * | 2007-08-10 | 2009-02-26 | Equos Research Co Ltd | 燃料電池システムの起動方法 |
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- 2011-03-31 JP JP2011077830A patent/JP5535117B2/ja not_active Expired - Fee Related
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