JP2013114818A - 燃料電池用拡散電極の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】有機溶媒に炭素繊維を十分拡散させた混合物に、撥水性樹脂粒子を含む水分散液を加え、低い撹拌速度で撹拌を行い、スラリーを得る。このスラリーをカーボンペーパ上に塗布し、焼成を行い、下地層と拡散層からなる燃料電池用拡散電極を製造する。
【効果】この方法によれば、撥水性樹脂粒子が凝集することなく、下地層に分散された燃料電池用拡散電極を得ることができる。結果、水が溜まりにくく且つガスの流れが円滑である燃料電池用拡散電極が提供される。
【選択図】図4
Description
本発明では、先に炭素繊維を有機溶媒中で撹拌して拡散させておき、その後、撥水性樹脂分散液を添加し、毎分10〜50回転の低速で撹拌するため、撥水性樹脂の凝集を抑制するとともに、炭素繊維が十分に拡散したスラリーを得ることができる。
図1に示すように、(a)にて、容器10に、有機溶媒11を満たし、この有機溶媒11へ、所定量の炭素繊維12を投入する。そして、炭素繊維12を十分に拡散させるために、撹拌を実施する(第1撹拌工程)。
図1(d)に示すように、拡散層としてのカーボンペーパ18の上面に所定厚さにスラリー16を塗布する(スラリー塗布工程)。この塗布法はスクリーン印刷法が好適である。
本発明に係る実験例を以下に述べる。なお、本発明は実験例に限定されるものではない。
図2(a)に示すように、有機溶媒としてのエチレングリコール100重量部に、炭素繊維としての気相成長炭素繊維6重量部を混合し、十分撹拌して混合物を得た。
このスラリーをカーボンペーパの片面に塗布し、乾燥・焼成を経て、実施例用サンプルを作製した。
図2(b)に示すように、有機溶媒としてのエチレングリコール100重量部に、気相成長炭素繊維6重量部を混合し、さらに上記FEP水分散液を混合し、1300rpmの条件で撹拌を10分間実施して、スラリーを得た。
このスラリーをカーボンペーパの片面に塗布し、乾燥・焼成を経て、比較例用サンプルを作製した。
図3で通水試験の原理を説明する。排水口24を有する容器25に、カーボンペーパ18が下で、下地層20が上になるようにして実施例用サンプル26又は比較例用サンプル120を入れる。
このサンプル26又は120上に水27を張る。この水27の上に蓋28を載せ、この蓋28に錘(ウエイト)29を載せる。この錘29を代えることにより、下地層20に作用する圧力(水圧)を変化させることができる。
実施例用サンプル26と比較例用サンプル120で通水試験を実施したところ、図4に示す結果が得られた。
比較例は撥水性能が小さくて水が侵入しやすかった。一方、実施例は撥水性能が大きく、水が侵入し難かったと考えられる
また、撥水性樹脂は、FEP(四フッ化エチレン・六フッ化プロピレン重合体樹脂)の他、ポリ四フッ化エチレンであってよく、FEPに限るものではない。
さらに、炭素繊維は、気相成長炭素繊維に限るものではない。
Claims (1)
- 多孔質材からなる拡散層の片面に、炭素繊維と撥水性樹脂からなる下地層を形成した燃料電池用拡散電極の製造方法であって、
有機溶媒に前記炭素繊維を混合し、撹拌する第1撹拌工程と、
前記第1撹拌工程で得られた混合物に撥水性樹脂分散液を添加し、毎分10〜50回転で撹拌しスラリーを作成する第2撹拌工程と、
得られた前記スラリーを前記多孔質材の片面に塗布するスラリー塗布工程と、
前記多孔質材に塗布された前記スラリーを乾燥し、焼成する乾燥・焼成工程とからなることを特徴とする燃料電池用拡散電極の製造方法。
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