JP2016152099A - 接合体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この形態の接合体の製造方法によれば、第1の積層体の末端と第2の積層体の先端とを接続部材によって接続するため、複数の電解質膜を接続して連続処理することができる。また、第1の積層体と第2の積層体とを接続するための接続部材は、電解質膜の第1の面に積層されているフィルムの側に配置され、電解質膜の第2の面には配置されない。このため、第1の積層体の電解質膜から第2の積層体の電解質膜にかけて、連続して触媒材料を塗工する場合において、電解質膜の第2の面と塗工ノズルとの間の間隔を狭くする(例えば、接続部材の厚み以下とする)ことができる。この結果、複数の電解質膜を接続して連続処理する接合体の製造方法において、電解質膜と塗工ノズルとの間の間隔を狭くすることができる。
この形態の接合体の製造方法によれば、第1の積層体と第2の積層体とが接続された部分を跨いで拡散層を配置し、拡散層の配置後において、第1の積層体および第2の積層体からフィルムを剥離する。すなわち、電解質膜は触媒層によって保持され、触媒層は拡散層によって保持されているため、フィルム剥離時における電解質膜の共剥がれを抑制することができる。また、拡散層は、触媒層と比較して厚みが大きいため、引っ張り強度が高い。このため、フィルム剥離時に掛かる力によって、触媒層が破断することを抑制することができる。
この形態の接合体の製造方法によれば、第1の積層体および第2の積層体からフィルムを剥離する際に、フィルムと共に接続部材が剥離される。このため、フィルムの剥離後に現れる電解質膜の第1の面には、接続部材が配置されていない。従って、第1の積層体の電解質膜から第2の積層体の電解質膜にかけて、連続して触媒材料を塗工する場合において、電解質膜の第1の面と塗工ノズルとの間の間隔を狭くする(例えば、接続部材の厚み以下とする)ことができる。
この形態の接合体の製造方法によれば、第1の積層体の末端と第2の積層体の先端との幅方向の全体に亘って接続部材により接続するため、第1の積層体と第2の積層体とを強固に接続することができる。
図1は、本発明の一実施形態としての膜電極接合体の製造方法において実行される各工程を示すフローチャートである。本実施形態の製造方法によれば、ロール状にされた複数の電解質膜を接続して連続処理することによって、帯状の膜電極接合体(MEA:Membrane Electrode Assembly)を製造することができる。帯状の膜電極接合体は、後工程において複数枚に切断され、燃料電池の製造に用いられる。
・連続処理する電解質膜11の枚数を増やせば、それだけ膜電極接合体1の製造における稼働率を向上させることができる。
・間隔CLを狭くすることができるため、触媒インクの目付量を低くすることができる。
・低目付の触媒インクを使用して触媒層21の厚みL3をより薄くすることができるため、触媒インクの使用量と触媒インクの乾燥負荷とを低減することができる。
・触媒インクの塗膜をフィルム上に形成した電極部材を予め準備する必要がないため、工定数を削減することができる。
・電極部材用のフィルムを必要としないため、製造コストを低減することができる。
図8は、比較例について説明するための図である。比較例では、上記実施形態の膜電極接合体の製造方法における工程P16(触媒層21の形成)と、工程P18(拡散層31の形成)とを省略した場合について説明する。触媒層21と拡散層31とを形成せずに、第1の積層体10aおよび第2の積層体10bからフィルム12を剥離した場合、剥離を開始した側のフィルム12と電解質膜11(図の例ではフィルム12bと電解質膜11b)とは問題なく剥離できる。しかし、接続部材50によって接続された側のフィルム12と電解質膜11(図の例ではフィルム12aと電解質膜11a)とは剥離することができず、電解質膜11の共剥がれが生じてしまう。これは、電解質膜11aと電解質膜11bとが、触媒層21や拡散層31によって保持されていないためである。
本発明は、本明細書の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現できる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、先述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、先述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことができる。その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除できる。例えば、以下のものが例示される。
10…積層体
10a…第1の積層体
10b…第2の積層体
11、11a、11b…電解質膜
12、12a、12b…フィルム
14…工程
21…触媒層
21c…塗工層
22…触媒層
31…拡散層
32…拡散層
50…接続部材
91…コーター
92…ローラー
CL…間隔
SP…間隔
Claims (3)
- 接合体の製造方法であって、
電解質膜の第1の面にフィルムがそれぞれ積層された第1の積層体と、第2の積層体とを準備する工程と、
前記第1の積層体の末端と、前記第2の積層体の先端と、の幅方向の少なくとも一部を、前記フィルムの側から接続部材によって接続する工程と、
接続された前記第1の積層体および前記第2の積層体の前記電解質膜に対して、前記第1の面とは反対側の第2の面に触媒材料を塗工し、触媒層を形成する工程と、
を備える、接合体の製造方法。 - 請求項1に記載の接合体の製造方法であって、さらに、
形成された前記触媒層に対して拡散層を配置する工程であって、前記第1の積層体と前記第2の積層体とが接続された部分を跨いで前記拡散層を配置する工程と、
接続された前記第1の積層体および前記第2の積層体から前記フィルムを剥離する工程と、
を備える、接合体の製造方法。 - 請求項2に記載の接合体の製造方法であって、さらに、
接続された前記第1の積層体および前記第2の積層体の前記電解質膜に対して、前記フィルムの剥離後に現れる前記第1の面に触媒材料を塗工し、触媒層を形成する工程と、
形成された前記触媒層に対して拡散層を配置する工程と、
を備える、接合体の製造方法。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63122522A (ja) * | 1986-11-13 | 1988-05-26 | Asahi Glass Co Ltd | 新規な複層隔膜の接合方法 |
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JP2014203798A (ja) * | 2013-04-10 | 2014-10-27 | トヨタ自動車株式会社 | 多孔質層およびその製造方法 |
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2015
- 2015-02-17 JP JP2015028217A patent/JP6277968B2/ja active Active
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