JP2021128836A - 燃料電池用触媒層の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】乾燥工程設備が大型化するのを抑制しつつ、触媒インクを短時間で乾燥できる技術を提供すること。【解決手段】燃料電池用触媒層の製造方法であって、触媒担持体とアイオノマと溶媒とを含む触媒インクを、転写シートに塗布する工程と、転写シートに塗布された触媒インクの表面温度が溶媒の沸点以下の温度になるように、触媒インクの表面に超音波で振動させた空気を吹き付けることにより、触媒インクを乾燥させる第１乾燥工程と、触媒インクの表面温度が第１乾燥工程における触媒インクの表面温度より高い温度であって、転写シートの軟化温度以下の温度となるように、触媒インクを乾燥させる第２乾燥工程と、を含む製造方法。【選択図】図３

Description

本開示は、燃料電池に用いられる触媒層の製造方法に関する。

燃料電池用触媒層の製造方法として、溶媒にアイオノマを分散させた触媒インクを例えば電解質膜に塗布し、乾燥する方法が知られている（特許文献１）。また、特許文献１には、熱風乾燥炉を用いて、触媒インクを短時間で乾燥させることで、アイオノマをガス拡散層との接合面となる触媒層の表面に偏析させ、触媒層とガス拡散層との接合強度を向上させる技術が開示されている。

特開２０１９−１２１５５１号公報

ところで、表面にアイオノマが偏析した触媒層について熱風乾燥炉を用いて大量生産する場合には、熱風乾燥炉における、乾燥対象物の搬送方向の寸法を長くすることが考えられる。しかしこの場合、乾燥工程の設備が大型化するおそれがある。そこで、設備が大型化するのを抑制しつつ、表面にアイオノマが偏析した触媒層を短時間で生産できる技術が望まれている。

本開示は、以下の形態として実現することが可能である。

（１）本開示の一形態によれば、燃料電池用触媒層の製造方法が提供される。この製造方法は、触媒担持体とアイオノマと溶媒とを含む触媒インクを、転写シートに塗布する工程と、前記転写シートに塗布された前記触媒インクの表面温度が前記溶媒の沸点以下の温度になるように、前記触媒インクの表面に超音波で振動させた空気を吹き付けることにより、前記触媒インクを乾燥させる第１乾燥工程と、前記触媒インクの表面温度が前記第１乾燥工程における前記前記触媒インクの表面温度より高い温度であって、前記転写シートの軟化温度以下の温度となるように、前記触媒インクを乾燥させる第２乾燥工程と、を含む。この形態によれば、超音波を用いた第１乾燥工程を用いることで、触媒インクを短時間に乾燥することができ、また、第１乾燥工程と第２乾燥工程とを含むことにより、熱風乾燥炉のみを用いた乾燥工程と比較して、設備の大型化を抑制しつつ触媒層を短時間で生産することができる。また、第１乾燥工程によって触媒インクの表面側を乾燥させることで、表面側において触媒担持体を密集させた後に、第２乾燥工程によって更に乾燥を行うことで、アイオノマが表面側に吸い寄せられることで偏析させることができる。

本開示は、種々の形態で実現することも可能である。例えば、上記製造方法を工程の一部に含む膜電極接合体の製造方法や燃料電池の製造方法、燃料電池用触媒層の製造装置等の形態で実現することができる。

燃料電池セルの構成を模式的に示す断面図である。 触媒層を製造する製造装置の概略構成を示す図である。 触媒層の製造工程を示す図である。 乾燥工程を説明する図である。 触媒層の作製条件および重量減少率を示す図である。 実施例の触媒層における蛍光強度分布を示す図である。 比較例１の触媒層における蛍光強度分布を示す図である。 比較例２の触媒層における蛍光強度分布を示す図である。 触媒層の発電電流の測定結果を示す図である。

Ａ．実施形態：
Ａ１．燃料電池セルの構成：
図１は、燃料電池セル５０の構成を模式的に示す断面図である。燃料電池セル５０は、膜電極接合体（ＭＥＡ：Membrane Electrode Assembly）２０と、アノード側ガス拡散層３２と、カソード側ガス拡散層３４と、アノード側セパレータ４２と、カソード側セパレータ４４とを備える。燃料電池セル５０は、固体高分子形燃料電池であり、燃料ガスおよび酸化ガスを用い、電気化学反応によって発電する。例えば、燃料ガスとして水素が用いられ、酸化ガスとして空気中の酸素が用いられる。

膜電極接合体２０は、電解質膜１５と、アノード側触媒層１０ａと、カソード側触媒層１０ｂとを備える。電解質膜１５は、湿潤状態で良好なプロトン伝導性を示す電解質樹脂を主成分とする薄膜により構成されている。アノード側触媒層１０ａおよびカソード側触媒層１０ｂは、電解質膜１５を挟んで互いに対向して配置されている。以下の説明では、アノード側触媒層１０ａとカソード側触媒層１０ｂとを総称して、「触媒層１０」とも呼ぶ。

触媒層１０は、触媒粒子を担持した触媒担持体と、アイオノマとを主成分として形成されている。触媒粒子としては、例えば、白金や白金の合金が用いられる。触媒担持体としては、例えば、カーボンブラックが用いられる。アイオノマは、電解質樹脂により構成されており、かかる電解質樹脂としては、例えば、パーフルオロカーボンスルホン酸樹脂や、ナフィオン（登録商標）等のフッ素系樹脂が用いられてもよく、また、電解質膜１５を構成する電解質樹脂と同種であってもよく、異種であってもよい。

アノード側ガス拡散層３２およびカソード側ガス拡散層３４は、膜電極接合体２０を挟んで互いに対向して配置されている。２つのガス拡散層３２，３４は、いずれもガス拡散性に優れた導電性部材により構成されている。例えば、不織布により形成されたカーボンクロスやカーボンペーパー等により構成されてもよい。

アノード側セパレータ４２およびカソード側セパレータ４４は、膜電極接合体２０および２つのガス拡散層３２，３４を挟んで互いに対向して配置されている。アノード側セパレータ４２は、燃料ガス供給流路５２を形成するため、凹凸形状に成形されている。同様に、カソード側セパレータ４４は、酸化ガス供給流路５４を形成するため、凹凸形状に成形されている。

Ａ２．触媒層の製造装置：
図２は、触媒層１０を製造する製造装置１００の概略構成を示す図である。製造装置１００は、超音波乾燥装置６０と、ダイヘッド７０と、熱風乾燥炉８０と、搬送ローラ７１と、を備える。触媒層１０は、触媒担持体とアイオノマと溶媒とを含む触媒インク１２が、ダイヘッド７０により転写シート９０に塗布された後、超音波乾燥装置６０および熱風乾燥炉８０により乾燥されて形成される。触媒インク１２の溶媒としては、例えば、高沸点を有するジアセトンアルコール（以下、「高沸点ＤＡＡ」と記載する。）等の高沸点溶媒が用いられる。本実施形態で用いる高沸点ＤＡＡの沸点は１６８℃（摂氏）である。転写シート９０としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等、もしくは、シクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）の単層体あるいはコーティング等で積層された多層体のシートが用いられる。ちなみに、ＰＴＦＥ、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＣＯＰそれぞれの軟化温度（熱変形温度）は、３２０℃、２４０℃、２４０℃、１７０℃である。なお、転写シート９０に形成された触媒層１０は、表面を電解質膜１５側とされて電解質膜１５に転写された後、転写シート９０から剥離される。

帯状の転写シート９０は、搬送ローラ７１と、搬送ローラ７１と所定の間隔を有して配置されている搬送ローラ（図示しない）とに張架されている。搬送ローラ７１が回転することにより、転写シート９０が、図２の矢印方向に搬送される。ダイヘッド７０は、搬送ローラ７１の表面に接近して配置されている。ダイヘッド７０は、搬送ローラ７１と接触している転写シート９０の表面に触媒インク１２を塗布する。

超音波乾燥装置６０は、後述する第１乾燥工程を実行するために用いられる。超音波乾燥装置６０は、制御部６１と、ＡＣモータ６２と、ブロア６４と、ヒータ６６と、超音波ノズル６８と、を備える。ＡＣモータ６２は、ブロア６４に内蔵されているファンを回転させる。ブロア６４は、空気を超音波ノズル６８に向けて圧送する。ヒータ６６は、ブロア６４により圧送される空気を暖める。超音波ノズル６８は、圧送される暖められた空気を超音波振動させて、噴射する。制御部６１は、ＡＣモータ６２およびヒータ６６を制御する。超音波ノズル６８から、搬送される触媒インク１２に向かって超音波振動された熱風が噴射されることにより、触媒インク１２は乾燥される。触媒インク１２の表面温度が目標温度となるように、超音波ノズル６８の先端から触媒インク１２までの距離、超音波ノズル６８の内圧、単位時間当たりの熱風の噴射量、およびヒータ６６の加熱温度などが予め調整されている。

熱風乾燥炉８０は、第１乾燥工程の後に実行される後述する第２乾燥工程を実行するために用いられる。熱風乾燥炉８０は、複数の表面ノズル８１および複数の裏面ノズル８２を有する。表面ノズル８１および裏面ノズル８２は、熱風を噴射する。複数の表面ノズル８１および複数の裏面ノズル８２は、それぞれ、転写シート９０の表面側および裏面側に、間隔を有して配置されている。転写シート９０は、裏面ノズル８２から噴射される熱風により、裏面ノズル８２から離隔した状態で搬送される。また、熱風乾燥炉８０は、図示しない熱風乾燥炉８０内を暖めるためのヒータと、熱風乾燥炉８０内の空気を循環させるための循環ファンと、を有する。熱風乾燥炉８０内の雰囲気温度は目標温度となるように、ヒータ温度などが図示しない制御部により調整される。なお、熱風乾燥炉８０として、裏面ノズル８２に代えて、搬送ローラ、あるいは加熱ローラを備える熱風乾燥炉が用いられてもよい。

Ａ３．触媒層の製造方法：
図３を用いて、触媒層の製造方法について説明する。工程Ｐ１１０では、転写シート９０と触媒インク１２とが準備される。本実施形態における触媒インクの組成は、固形分濃度が９．１％、アイオノマと触媒担持体との重量比が０．７５以上１．３０以下、水分率が６０％、高沸点ＤＡＡ率が２０％以上４０％以下である。また、触媒インクの粒度分布については、Ｄ５０が１μｍ以下、Ｄ９０が３μｍ以下である。また、触媒インクのせん断粘度は、３５〜１１０ｍＰａ・ｓ（５６２ｓ^−１）である。また、工程Ｐ１１０では、搬送ローラ７１に転写シート９０が設置される。

工程Ｐ１２０では、ダイヘッド７０により、触媒インク１２が転写シート９０に塗布される。工程Ｐ１３０では、転写シート９０に塗布された触媒インク１２の表面に、超音波ノズル６８により、超音波で振動させた空気が吹き付けられて、触媒インク１２が乾燥される。工程Ｐ１３０を、第１乾燥工程とも呼ぶ。工程Ｐ１３０における触媒インク１２の表面温度は、溶媒の急激な蒸発を避けるため、高沸点ＤＡＡの沸点（１６８℃）以下の温度、例えば１００℃にされる。乾燥時間は、例えば１０秒である。乾燥時間とは、触媒インク１２が、超音波ノズル６８から超音波で振動させた熱風を吹き付けられる時間である。

図４を用いて、第１乾燥工程について説明する。図４に示すグラフの横軸は、乾燥時間であり、縦軸は、乾燥速度、溶剤量、および温度である。図４において、実線で示す特性線は、乾燥速度を示し、破線で示す特性線は、触媒インク１２に含まれる溶媒量を示し、一点鎖線で示す特性線は、触媒インク１２の温度を示す。一般に、乾燥工程には、定率乾燥期間と、減率乾燥期間とがある。定率乾燥期間とは、乾燥速度が一定の期間であり、減率乾燥期間とは、乾燥速度が時間に応じて低下する期間である。なお、乾燥速度とは、単位時間当たりに蒸発する溶媒量で規定される速度である。上述したように、触媒インク１２は、溶媒に、触媒担持体およびアイオノマが分散されて構成されている。定率乾燥期間においては、触媒インク１２に加えられる熱量は、主に溶媒の蒸発に費やされるため、時間の経過とともに、溶媒量は減少し、触媒インク１２の昇温速度は緩やかである。第１乾燥工程は、定率乾燥期間に相当する。

図３に戻り、工程Ｐ１３０の後、転写シート９０に塗布された触媒インク１２は、熱風乾燥炉８０により乾燥される（工程Ｐ１４０）。工程Ｐ１４０を、第２乾燥工程とも呼ぶ。工程Ｐ１４０における触媒インク１２の表面温度は、工程Ｐ１２０における触媒インク１２の表面温度よりも高温であって、転写シート９０の軟化温度以下の温度である、例えば１６０℃にされる。乾燥時間は、例えば１０秒である。工程Ｐ１４０により、転写シート９０の表面に触媒層１０が形成され、触媒層１０の製造は終了する。

図４を用いて、第２乾燥工程について説明する。定率乾燥工程に続く、減率乾燥期間では、触媒担持体およびアイオノマの隙間に存在する溶媒が蒸発する。定率乾燥期間を経て、触媒インク１２に含まれる溶媒量は少なくなっているため、減率乾燥期間の乾燥速度は、時間の経過とともに低下していく。溶媒の蒸発に費やされる熱量は少なくなるため、加えられる熱量により、触媒インク１２の温度が上昇する。第２乾燥工程は、減率乾燥期間に相当する。なお、本実施形態における、第１乾燥工程および第２乾燥工程の各々の乾燥時間は、第１乾燥工程が定率乾燥期間に、第２乾燥工程が減率乾燥期間に相当するように、事前実験などにより決定されている。詳しくは、第１乾燥工程の乾燥時間は、触媒インク１２の重量減少率が１０〜１５％程度となるまでに要する時間とされている。第２乾燥工程の乾燥時間は、触媒インク１２の重量減少率が５％程度以下となる時間とされている。なお、重量減少率とは、乾燥前の触媒インク１２の重量に対する、触媒層１０に残存する溶媒の重量の割合である。

第１乾燥工程および第２乾燥工程により、触媒インク１２が急速に乾燥されるため、触媒層１０の表面には、アイオノマが偏析する。アイオノマが触媒層１０の表面側に偏析するメカニズムとしては、以下のメカニズムが推定される。第１乾燥工程において、溶液中の溶媒および水分が急速に蒸発すると、溶液界面が急激に低下し、やがてカーボンブラック等の触媒担持体が表面に現れる。カーボンブラック等の触媒担持体の溶液中における拡散速度は比較的遅いため、溶液界面の付近に存在する触媒担持体は、溶液界面が急激に低下すると、溶液界面に集まる。続く、第２乾燥工程では、僅かな溶媒中でも拡散可能なアイオノマが、溶液界面に集まった触媒担持体群において、隣り合う触媒担持体によって形成された狭い隙間に毛管現象によって入り込む。その結果、溶液界面近傍、すなわち、触媒インク１２の表面側にアイオノマが偏析するものと推定される。

上記のように、触媒層１０は、触媒層１０のアイオノマが偏析した表面を電解質膜１５側として、電解質膜１５に転写される。アイオノマは、電解質膜１５を構成している電解質樹脂と類似した構造を有するため、アイオノマが表面に偏在した触媒層１０を用いることで、触媒層１０と電解質膜１５との接合強度を向上させることができる。また、燃料電池セル５０の氷点下始動時における耐久性能を向上させることができる。環境温度が常温から氷点下に変化すると、電解質膜１５と触媒層１０との間に存在する水が凍結して体積が増大し、電解質膜１５と触媒層１０とが互いに剥離するおそれがある。触媒層１０と電解質膜１５との接合強度を向上させることで、氷点下始動時における耐久性能を向上させることができる。

本実施形態では、定率乾燥期間の乾燥に超音波乾燥装置６０を用いることにより、乾燥温度を高沸点ＤＡＡの沸点１６８℃よりも低い温度としつつ、急速に触媒インク１２を乾燥することができる。超音波乾燥装置６０によれば、超音波で振動させた空気が触媒インク１２の表面およびその近傍の空間に存在する蒸発物滞留層を破壊して、蒸発物滞留層に起因する溶媒および水分の滞留を抑制しつつ、触媒インク１２を乾燥することができる。したがって、超音波乾燥装置６０による乾燥は、蒸発する溶媒量が多い定率乾燥期間に好適である。また、第２乾燥工程では、第１乾燥工程の乾燥温度よりも高い乾燥温度で乾燥することにより、第２乾燥工程の乾燥温度を第１乾燥工程と同じ乾燥温度とするよりも乾燥時間を短縮することができる。本実施形態では、超音波乾燥装置６０を用いた第１乾燥工程と、第１乾燥工程よりも乾燥温度が高い第２乾燥工程とを、含む製造工程とすることで、熱風乾燥炉８０のみを用いた乾燥工程と比較して、乾燥工程設備が大型化するのを抑制しつつ、触媒インク１２を短時間で乾燥することができる。

本実施形態では、減率乾燥期間の乾燥に、熱風乾燥炉８０を用いることで、触媒インク１２を効率的に乾燥することができる。減率乾燥期間においては、蒸発する溶媒量は定率乾燥期間と比較して少なく、また、触媒担持体およびアイオノマの隙間に存在する溶媒が蒸発する期間である。したがって、減率乾燥期間では、触媒インク１２の表面だけでなく、触媒インク１２全体を加熱する方が好ましい。熱風乾燥炉８０では、熱風乾燥炉８０内の雰囲気が高温とされているため、触媒インク１２全体を加熱することができる。このため、第２乾燥工程には、超音波乾燥装置６０よりも熱風乾燥炉８０の方が好ましい。

Ａ４．触媒層の評価：
上記の製造方法にて作製した実施例の触媒層１０と、上記とは異なる製造方法にて作製した比較例１，２の触媒層１０について、熱重量示差熱分析（ＴＧ―ＤＴＡ分析）により、重量減少率を測定した。図５に、実施例、比較例１，２の作製条件と、重量減少率の結果とを示す。高沸点ＤＡＡの濃度は、実施例、比較例１，２のいずれも２５％で調整された。実施例における第１乾燥工程は、超音波乾燥装置６０を用い、乾燥温度１００℃、乾燥時間１０秒であり、第２乾燥工程は、熱風乾燥炉８０を用い、乾燥温度１６０℃、乾燥時間１０秒である。比較例１における第１乾燥工程は、超音波乾燥装置６０を用い、乾燥温度１００℃、乾燥時間１０秒であり、第２乾燥工程は、超音波乾燥装置６０を用い、乾燥温度１００℃、乾燥時間１０秒である。比較例２における第１乾燥工程は、熱風乾燥炉８０を用い、乾燥温度７０℃、乾燥時間７２秒であり、第２乾燥工程は、熱風乾燥炉８０を用い、乾燥温度９０℃、乾燥時間３６秒の後、乾燥温度１３０℃、乾燥時間３６秒である。なお、乾燥温度とは、触媒インク１２の表面の温度である。

実施例、比較例１，２の重量減少率は、それぞれ、３．９％、８．９％、２．９％であった。重量減少率の数値が大きいほど、残存する溶媒量が多いことを示している。なお、アイオノマに吸着している水を完全に除去することはできないため、重量減少率の最低値は、一般に３〜４％程度となる。第１乾燥工程および第２乾燥工程の合計の乾燥時間は同じであり、実施例の重量減少率は、比較例１の重量減少率よりも小さい。よって、実施例の乾燥速度は、比較例１の乾燥速度よりも大きい。この結果から、第２乾燥工程における乾燥温度を、第１乾燥工程における乾燥温度よりも高温とすることで、第１乾燥工程における乾燥温度と同じ乾燥温度とするよりも、乾燥速度を大きくすることができることがわかる。ちなみに、比較例２の重量減少率は、実施例および比較例１の重量減少率よりも小さい。しかしながら、第１乾燥工程および第２乾燥工程の合計の乾燥時間は、１４４秒と長いため、実施例および比較例１と比較して、比較例２の乾燥速度は小さい。

実施例、比較例１，２の触媒層１０について、蛍光物質でアイオノマを染色し、蛍光顕微鏡を用いて、染色された触媒層１０の画像を撮像した。図６〜８は、それぞれ、実施例、比較例１，２の撮像画像の解析結果であり、触媒層１０の厚み方向に対する蛍光強度の分布を示している。蛍光強度が大きいほど、アイオノマが多いことを示している。比較例２（図８）が、厚みに対して、ほぼ均一にアイオノマが分布しているのに対して、実施例（図６）および比較例１（図７）は、触媒層１０の表面にアイオノマが偏在している。これは、比較例２の乾燥速度が小さいため、アイオノマは偏析せず、対して、実施例および比較例１は、乾燥速度が大きいためアイオノマが偏析したと考えられる。また、実施例の方が、比較例１よりもより、表面のアイオノマ量が多い。これは、実施例の乾燥速度は、比較例１の乾燥速度よりも大きいためであると考えられる。

図９は、実施例、比較例１，２の触媒層１０を用いて燃料電池セル５０を作製し、発電電流を測定した結果である。具体的には、発電電圧０．６Ｖとした場合の電流密度[Ａ／ｃｍ^−２]の値を示している。測定は、環境条件を温度７０℃、相対湿度３０％とする条件１と、温度１０５℃、相対湿度３０％とする条件２との２つの条件で行われた。電流密度の値が大きいほど、発電性能は高い。いずれの条件においても、比較例１，２に対して、実施例の電流密度は大きく、実施例は、比較例１，２よりも発電性能が優れていることがわかる。これは、触媒層１０と電解質膜１５との間のプロトン抵抗（インピーダンス）が低下したためであると考えられる。

以上、説明した実施形態によれば、第１乾燥工程および第２乾燥工程により、触媒インク１２が急速に乾燥されるため、触媒インク１２の表面にアイオノマが偏析した触媒層１０を作製することができる。表面にアイオノマが偏析した触媒層１０を用いることにより、触媒層１０と電解質膜１５との接合強度を向上させることができる。超音波乾燥装置６０を用いた第１乾燥工程と、第１乾燥工程よりも乾燥温度が高い第２乾燥工程とを、含む製造工程とすることで、熱風乾燥炉８０のみを用いた乾燥工程と比較して、乾燥工程設備が大型化するのを抑制しつつ、触媒インク１２を短時間で乾燥することができる。また、触媒インク１２を短時間で乾燥できるので、触媒層を短時間で生産することができる。

Ｂ．他の実施形態：
（Ｂ１）上記実施形態では、第２乾燥工程に、熱風乾燥炉８０が用いられる。これに限定されず、第２乾燥工程に、超音波乾燥装置６０あるいは、近赤外線を用いた乾燥装置が用いられてもよい。第２乾燥工程の乾燥温度を、第１乾燥工程の乾燥温度よりも高温にすることで、乾燥方式によらず、乾燥時間を短縮することができる。上記したように、第２乾燥工程は、触媒担持体およびアイオノマの隙間に存在する溶媒が蒸発する期間である。近赤外線は、触媒担持体が赤外線を吸収して発熱するため、第２乾燥工程の乾燥時間を短縮することが期待できる。

（Ｂ２）上記実施形態の製造方法は、アノード側触媒層１０ａおよびカソード側触媒層１０ｂに適用されていたが、いずれか一方の製造にのみ適用されてもよい。例えば、カソード側触媒層１０ｂについては、上述の製造方法により製造し、アノード側触媒層１０ａについては、他の方法により製造してもよい。他の方法としては、例えば、転写シート９０に代えて電解質膜１５に触媒インク１２を塗布し、超音波乾燥装置６０および熱風乾燥炉８０により触媒インク１２を乾燥させる方法がある。この製造方法によれば、アノード側ガス拡散層３２に面する側にアイオノマが偏在することとなる。しかし、アノード側触媒層１０ａが、カソード側触媒層１０ｂに比べて薄い場合、例えば、１／３程度の場合には、かかる偏在による影響は小さい。また、かかる構成により、アイオノマがアノード側ガス拡散層３２に面する側に偏在するので、アノード側触媒層１０ａとアノード側ガス拡散層３２との接合強度を向上できるという効果も奏し得る。

本開示は、上述の実施形態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することができる。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の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上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可能である。また、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、削除することが可能である。

１０…触媒層、１０ａ…アノード側触媒層、１０ｂ…カソード側触媒層、１２…触媒インク、１５…電解質膜、２０…膜電極接合体、３２…アノード側ガス拡散層、３４…カソード側ガス拡散層、４２…アノード側セパレータ、４４…カソード側セパレータ、５０…燃料電池セル、５２…燃料ガス供給流路、５４…酸化ガス供給流路、６０…超音波乾燥装置、６１…制御部、６２…ＡＣモータ、６４…ブロア、６６…ヒータ、６８…超音波ノズル、７０…ダイヘッド、７１…搬送ローラ、８０…熱風乾燥炉、８１…表面ノズル、８２…裏面ノズル、９０…転写シート、１００…製造装置

Claims (1)

1. 燃料電池用触媒層の製造方法であって、
   触媒担持体とアイオノマと溶媒とを含む触媒インクを、転写シートに塗布する工程と、
   前記転写シートに塗布された前記触媒インクの表面温度が前記溶媒の沸点以下の温度になるように、前記触媒インクの表面に超音波で振動させた空気を吹き付けることにより、前記触媒インクを乾燥させる第１乾燥工程と、
   前記触媒インクの表面温度が前記第１乾燥工程における前記触媒インクの表面温度より高い温度であって、前記転写シートの軟化温度以下の温度となるように、前記触媒インクを乾燥させる第２乾燥工程と、を含む製造方法。

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