JP2021184339A - Manufacturing method of gas diffusion layer for fuel cell - Google Patents

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Nobuo Okumura
典之 加藤
Noriyuki Kato
忠司 川本
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Abstract

To provide a manufacturing method of a gas diffusion layer for a fuel cell capable of producing a fine porous layer having excellent water repellency.SOLUTION: A manufacturing method of a gas diffusion layer for a fuel cell includes a step of heating and firing a porous base material layer coated on one surface with a coating liquid for forming a fine porous layer, and in the firing step, and when a firing temperature is A (°C) and a firing time is B (seconds), the following equations (1) to (4) are satisfied. B≥100 (1). A≥355-[(B-80)/40]×5(100≤B≤200) (2). A≥340(B>200) (3). A<390 (4).SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、燃料電池用ガス拡散層の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a gas diffusion layer for a fuel cell.

燃料電池の電極であるアノード及びカソードは、一般的に、電解質膜側から順に触媒層、ガス拡散層が積層した構造をそれぞれ有する。触媒層には、電極反応を促進させるための白金、白金合金等の電極触媒、プロトン伝導性を確保するための高分子電解質、電子伝導性を確保するための導電性材料が含まれている。 The anode and cathode, which are the electrodes of the fuel cell, generally have a structure in which a catalyst layer and a gas diffusion layer are laminated in this order from the electrolyte membrane side. The catalyst layer contains an electrode catalyst such as platinum and a platinum alloy for accelerating the electrode reaction, a polyelectrolyte for ensuring proton conductivity, and a conductive material for ensuring electron conductivity.

燃料電池では、発電に伴い、水が生成する。生成した水の多くは電極から排出される未反応ガス、水蒸気として供給される加湿水と共に、燃料電池から排出される。しかしながら、生成した水、水素ガス、酸化剤ガス等の反応ガスと共に水蒸気として電極に供給された加湿水の一部は、燃料電池内にて凝縮し、電極内に液体の状態で存在する場合がある。このとき、凝縮した水(液水)が電極内に滞留すると液水がつまり、いわゆるフラッディングが起きて、電極への反応ガスの供給が妨げられ、発電性能が低下してしまう。特に、燃料電池を高加湿条件下で運転する場合には、液水が多く発生するため、電極の液水の排出性を確保する必要がある。 In fuel cells, water is generated as power is generated. Most of the generated water is discharged from the fuel cell together with the unreacted gas discharged from the electrodes and the humidified water supplied as steam. However, a part of the humidified water supplied to the electrode as water vapor together with the generated water, hydrogen gas, oxidant gas and other reaction gases may be condensed in the fuel cell and exist in the electrode in a liquid state. be. At this time, when the condensed water (liquid water) stays in the electrode, the liquid water is clogged, that is, so-called flooding occurs, the supply of the reaction gas to the electrode is hindered, and the power generation performance is deteriorated. In particular, when the fuel cell is operated under high humidification conditions, a large amount of liquid water is generated, so it is necessary to ensure the dischargeability of the liquid water of the electrode.

このフラッディングを抑制するためのガス拡散層として、多孔質構造を有する多孔質基材層に、この多孔質基材層よりも小さな孔径を有する微細多孔質層(マイクロポーラス層:MPL層)が積層された構造を有するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この微細多孔質層を設けることにより、微細多孔質層の極微細な多孔質構造が液水の滞留を阻害し、ガス拡散層の排水性を向上させると考えられている。 As a gas diffusion layer for suppressing this flooding, a fine porous layer (microporous layer: MPL layer) having a pore size smaller than that of the porous substrate layer is laminated on the porous substrate layer having a porous structure. Those having the above-mentioned structure are known (see, for example, Patent Document 1). It is considered that by providing this fine porous layer, the ultrafine porous structure of the fine porous layer inhibits the retention of liquid water and improves the drainage property of the gas diffusion layer.

さらに、特許文献1には、多孔質基材層の一方の面に、前記微細多孔質層を形成するための第1の塗工液を塗布すること、及び、前記第1の塗工液を塗布した多孔質基材層を加熱して焼成すること、を有し、前記焼成を250℃以上の温度、好ましくは400℃以上の温度において行う燃料電池用ガス拡散層の製造方法が開示されている。 Further, in Patent Document 1, a first coating liquid for forming the fine porous layer is applied to one surface of the porous base material layer, and the first coating liquid is applied. Disclosed is a method for producing a gas diffusion layer for a fuel cell, which comprises heating and firing a coated porous base material layer, and performing the firing at a temperature of 250 ° C. or higher, preferably 400 ° C. or higher. There is.

特開2019−149289号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-149289

微細多孔質層を備える燃料電池用ガス拡散層では、液水の滞留を抑制する点から、優れた撥水性が求められる。しかし、特許文献1に記載の燃料電池用ガス拡散層の製造方法では、撥水性に優れる微細多孔質層を形成する際の焼成条件について検討されておらず、撥水性に優れる微細多孔質層を製造する方法について改良の余地がある。 In the gas diffusion layer for a fuel cell provided with a fine porous layer, excellent water repellency is required from the viewpoint of suppressing the retention of liquid water. However, in the method for producing a gas diffusion layer for a fuel cell described in Patent Document 1, the firing conditions for forming the fine porous layer having excellent water repellency have not been investigated, and the fine porous layer having excellent water repellency has not been investigated. There is room for improvement in the manufacturing method.

本開示は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、撥水性に優れる微細多孔質層を製造可能である燃料電池用ガス拡散層の製造方法を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an object of the present disclosure is to provide a method for producing a gas diffusion layer for a fuel cell capable of producing a fine porous layer having excellent water repellency.

請求項1に記載の燃料電池用ガス拡散層の製造方法は、微細多孔質層を形成するための塗工液が一方の面に塗布された多孔質基材層を加熱して焼成する工程を含み、前記焼成する工程では、焼成温度をA(℃)とし、焼成時間をB(秒)としたときに以下の式(1)〜(4)を満たす。
B≧100・・・(1)
A≧355−〔(B−80)/40〕×5(100≦B≦200)・・・(2)
A≧340(B>200)・・・(3)
A<390・・・(4)
The method for manufacturing a gas diffusion layer for a fuel cell according to claim 1 is a step of heating and firing a porous base material layer coated on one surface with a coating liquid for forming a fine porous layer. In the step of firing, the following formulas (1) to (4) are satisfied when the firing temperature is A (° C.) and the firing time is B (seconds).
B ≧ 100 ... (1)
A ≧ 355 [(B-80) / 40] × 5 (100 ≦ B ≦ 200) ・ ・ ・ (2)
A ≧ 340 (B> 200) ・ ・ ・ (3)
A <390 ... (4)

上記構成によれば、微細多孔質層を形成するための塗工液が一方の面に塗布された多孔質基材層を前述の式(1)〜(4)を満たす条件にて焼成することで微細多孔質層を形成する。これにより、撥水性に優れる微細多孔質層を製造することができる。 According to the above configuration, the porous base material layer in which the coating liquid for forming the fine porous layer is applied to one surface is fired under the conditions satisfying the above-mentioned formulas (1) to (4). To form a fine porous layer. This makes it possible to produce a fine porous layer having excellent water repellency.

本開示によれば、撥水性に優れる微細多孔質層を製造可能である燃料電池用ガス拡散層の製造方法を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a method for producing a gas diffusion layer for a fuel cell, which can produce a fine porous layer having excellent water repellency.

本開示の燃料電池用ガス拡散層の製造方法の一例を説明するための図面である。It is a drawing for demonstrating an example of the manufacturing method of the gas diffusion layer for a fuel cell of this disclosure. 燃料電池の単セルの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the single cell of a fuel cell. 燃料電池用ガス拡散層を製造する際の焼成時間及び焼成温度と、撥水性の評価との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the firing time and firing temperature at the time of manufacturing a gas diffusion layer for a fuel cell, and the evaluation of water repellency. エタノール15質量%の水溶液を用いた際の焼成温度と、転落角との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a calcination temperature and a fall angle when an aqueous solution of 15% by mass of ethanol is used. エタノール10質量%の水溶液を用いた際の焼成温度と、転落角との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the firing temperature and the fall angle when the aqueous solution of 10% by mass of ethanol is used. エタノール20質量%の水溶液を用いた際の焼成温度と、転落角との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the firing temperature and the fall angle when the aqueous solution of 20% by mass of ethanol is used.

以下、本開示の燃料電池用ガス拡散層の製造方法について詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合を除き、必須ではない。数値及びその範囲についても同様であり、本発明を制限するものではない。
本開示において「〜」を用いて示された数値範囲には、「〜」の前後に記載される数値がそれぞれ最小値及び最大値として含まれる。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。
Hereinafter, the method for manufacturing the gas diffusion layer for a fuel cell of the present disclosure will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In the following embodiments, the components (including element steps and the like) are not essential unless otherwise specified. The same applies to the numerical values and their ranges, and does not limit the present invention.
In the present disclosure, the numerical range indicated by using "~" includes the numerical values before and after "~" as the minimum value and the maximum value, respectively.
In the numerical range described stepwise in the present disclosure, the upper limit value or the lower limit value described in one numerical range may be replaced with the upper limit value or the lower limit value of the numerical range described in another stepwise description. ..

<燃料電池用ガス拡散層の製造方法>
本開示の燃料電池用ガス拡散層の製造方法は、微細多孔質層を形成するための塗工液が一方の面に塗布された多孔質基材層を加熱して焼成する工程を含み、前記焼成する工程では、焼成温度をA(℃)とし、焼成時間をB(秒)としたときに以下の式(1)〜(4)を満たす方法である。
B≧100・・・(1)
A≧355−〔(B−80)/40〕×5(100≦B≦200)・・・(2)
A≧340(B>200)・・・(3)
A<390・・・(4)
<Manufacturing method of gas diffusion layer for fuel cell>
The method for producing a gas diffusion layer for a fuel cell according to the present disclosure includes a step of heating and firing a porous base material layer coated on one surface with a coating liquid for forming a fine porous layer. In the firing step, when the firing temperature is A (° C.) and the firing time is B (seconds), the following formulas (1) to (4) are satisfied.
B ≧ 100 ... (1)
A ≧ 355 [(B-80) / 40] × 5 (100 ≦ B ≦ 200) ・ ・ ・ (2)
A ≧ 340 (B> 200) ・ ・ ・ (3)
A <390 ... (4)

微細多孔質層を形成するための塗工液が一方の面に塗布された多孔質基材層を焼成することで微細多孔質層が形成される。さらに、前述の多孔質基材層を前述の式(1)〜(4)を満たす条件にて焼成することで撥水性に優れる微細多孔質層を製造することができる。この理由としては、以下のように推測される。微細多孔質層の撥水性は、前述の多孔質基材層を焼成する際の焼成温度及び焼成時間による影響が大きく、焼成により与えられる熱エネルギーが少ない場合であっても焼成により与えられる熱エネルギーが多い場合であっても、微細多孔質層の撥水性が低下する。より具体的には、前述の多孔質基材層を前述の式(1)〜式(3)を満たす条件にて焼成することで、焼成により与えられる熱エネルギーが少なくなりすぎず、微細多孔質層は撥水性に優れる。さらに、前述の多孔質基材層を前述の式(4)を満たす条件にて焼成することで、焼成により与えられる熱エネルギーが大きくなりすぎず、微細多孔質層を形成するための塗工液に含まれる成分の分解が抑制されるため、微細多孔質層は撥水性に優れる。 The fine porous layer is formed by firing the porous base material layer coated on one surface with the coating liquid for forming the fine porous layer. Further, by firing the above-mentioned porous base material layer under the conditions satisfying the above-mentioned formulas (1) to (4), a fine porous layer having excellent water repellency can be produced. The reason for this is presumed as follows. The water repellency of the fine porous layer is greatly affected by the firing temperature and firing time when firing the above-mentioned porous substrate layer, and the heat energy given by firing even when the heat energy given by firing is small. Even in the case of a large amount, the water repellency of the fine porous layer is reduced. More specifically, by firing the above-mentioned porous base material layer under the conditions satisfying the above-mentioned formulas (1) to (3), the heat energy given by the firing does not become too small, and the microporous material is formed. The layer has excellent water repellency. Further, by firing the above-mentioned porous base material layer under the condition satisfying the above-mentioned formula (4), the heat energy given by the firing does not become too large, and the coating liquid for forming the fine porous layer is formed. Since the decomposition of the components contained in is suppressed, the fine porous layer has excellent water repellency.

本開示の製造方法では、前述の多孔質基材層を前述の式(1)を満たす条件にて焼成するため、焼成時間は100秒以上である。本開示の製造方法では、焼成時間は式(1)を満たせば特に限定されず、例えば、生産性の点から、300秒以下であることが好ましく、240秒以下であることがより好ましい。 In the production method of the present disclosure, since the above-mentioned porous base material layer is fired under the condition satisfying the above-mentioned formula (1), the firing time is 100 seconds or more. In the production method of the present disclosure, the firing time is not particularly limited as long as the formula (1) is satisfied, and for example, from the viewpoint of productivity, it is preferably 300 seconds or less, and more preferably 240 seconds or less.

本開示の製造方法では、前述の多孔質基材層を焼成するときの焼成温度は、前述の式(2)〜(4)を満たす条件であればよい。
例えば、焼成時間であるBが100(秒)である場合、式(2)及び式(4)から焼成温度は352.5℃以上390℃未満であればよい。
また、Bが200(秒)である場合、式(2)及び式(4)から焼成温度は340℃以上390℃未満であればよい。
In the production method of the present disclosure, the firing temperature at the time of firing the above-mentioned porous base material layer may be any condition as long as it satisfies the above-mentioned formulas (2) to (4).
For example, when B, which is the firing time, is 100 (seconds), the firing temperature may be 352.5 ° C. or higher and lower than 390 ° C. from the formulas (2) and (4).
When B is 200 (seconds), the firing temperature may be 340 ° C. or higher and lower than 390 ° C. from the formulas (2) and (4).

本開示の製造方法では、前述の多孔質基材層を前述の式(4)を満たす条件にて焼成するため、焼成温度は390℃未満である。本開示の製造方法では、焼成温度の上限は式(4)を満たせば特に限定されず、例えば、微細多孔質層を形成するための塗工液に含まれる成分の分解をより抑制する点から、焼成温度は385℃以下であってもよく、380℃以下であってもよい。 In the production method of the present disclosure, since the above-mentioned porous base material layer is fired under the condition satisfying the above-mentioned formula (4), the firing temperature is less than 390 ° C. In the production method of the present disclosure, the upper limit of the firing temperature is not particularly limited as long as the formula (4) is satisfied, and for example, from the viewpoint of further suppressing the decomposition of the components contained in the coating liquid for forming the fine porous layer. The firing temperature may be 385 ° C. or lower, or 380 ° C. or lower.

前述の式(1)〜(4)を満たす範囲は、図3に示す斜線部の範囲に対応する。図3に示す点線部は、斜線部の範囲はA=390℃を含まないことを意味している。 The range satisfying the above equations (1) to (4) corresponds to the range of the shaded area shown in FIG. The dotted line portion shown in FIG. 3 means that the range of the shaded line portion does not include A = 390 ° C.

以下、本開示の製造方法にて用いる多孔質基材層、及び微細多孔質層を形成するための塗工液の好ましい条件、並びに、焼成条件について説明する。 Hereinafter, preferable conditions of the porous base material layer and the coating liquid for forming the fine porous layer used in the production method of the present disclosure, and firing conditions will be described.

(多孔質基材層)
多孔質基材層は、導電性を有する多孔質構造を備える基材であり、燃料電池用ガス拡散層の形成に使用される。より具体的には、多孔質基材層上に微細多孔質層を設けることで燃料電池用ガス拡散層が形成される。
(Porous substrate layer)
The porous base material layer is a base material having a porous structure having conductivity, and is used for forming a gas diffusion layer for a fuel cell. More specifically, the gas diffusion layer for a fuel cell is formed by providing the fine porous layer on the porous base material layer.

多孔質基材層は、酸化剤ガス又は燃料ガスを分散させ、分散させた酸化剤ガスをカソード触媒層に対して供給する機能、あるいは、分散させた燃料ガスをアノード触媒層に対して供給する機能を有する。さらに、多孔質基材層は、過剰な水分を単セル外部に排出する機能も有する。 The porous substrate layer has a function of dispersing the oxidant gas or the fuel gas and supplying the dispersed oxidant gas to the cathode catalyst layer, or supplying the dispersed fuel gas to the anode catalyst layer. Has a function. Further, the porous base material layer also has a function of discharging excess water to the outside of the single cell.

多孔質基材層は、カソード触媒層又はアノード触媒層にガスを供給するときのガス拡散性、導電性、ガス拡散層としたときの強度等に優れるものが好ましい。多孔質基材層としては、例えば、カーボンペーパー、カーボンクロス、カーボンフェルト等の炭素質多孔質体、チタン、アルミニウム、銅、ニッケル、銀、チタン、ニオブ、タンタル、鉄、金、白金等の金属、ステンレス、ニッケル−クロム合金、銅合金、アルミニウム合金、亜鉛合金、鉛合金等の金属合金などから構成される金属メッシュ又は金属多孔質体が挙げられる。 The porous substrate layer preferably has excellent gas diffusivity and conductivity when supplying gas to the cathode catalyst layer or the anode catalyst layer, and strength when used as a gas diffusion layer. Examples of the porous base material layer include a carbonaceous porous body such as carbon paper, carbon cloth, and carbon felt, and a metal such as titanium, aluminum, copper, nickel, silver, titanium, niobium, tantalum, iron, gold, and platinum. , Stainless steel, nickel-chromium alloys, copper alloys, aluminum alloys, zinc alloys, metal alloys such as lead alloys, and the like, and examples thereof include metal meshes or metal porous bodies.

(微細多孔質層を形成するための塗工液)
微細多孔質層を形成するための塗工液は、多孔質基材層の一方の面に塗布される液体であり、塗布された塗工液を焼成することで微細多孔質層が形成される。
(Coating liquid for forming a fine porous layer)
The coating liquid for forming the fine porous layer is a liquid applied to one surface of the porous base material layer, and the fine porous layer is formed by firing the applied coating liquid. ..

微細多孔質層は、多孔質基材層の一方の面上に形成された層であり、多孔質基材層よりも小さな孔径を有する。微細多孔質層は、多孔質基材層を通じて分散させた酸化剤ガスを流通しつつ、カソード触媒層において生じた水分を、多孔質基材層を介して単セル外部に排出しやすくすることを促進する機能、又は、多孔質基材層を通じて分散させた燃料ガスを流通しつつ、アノード触媒層において生じた水分を、多孔質基材層を介して単セル外部に排出しやすくすることを促進する機能を有する。 The fine porous layer is a layer formed on one surface of the porous base material layer, and has a pore diameter smaller than that of the porous base material layer. The fine porous layer makes it easy to discharge the water generated in the cathode catalyst layer to the outside of the single cell through the porous substrate layer while circulating the oxidant gas dispersed through the porous substrate layer. Promotes the function of promoting or facilitating the discharge of water generated in the anode catalyst layer to the outside of a single cell through the porous base material layer while circulating the fuel gas dispersed through the porous base material layer. Has the function of

微細多孔質層を形成するための塗工液(以下、単に「塗工液」とも称する。)は、多孔質基材層上に微細多孔質層を形成可能な液体であれば特に制限されない。例えば、塗工液は、導電性材料と、バインダーと、溶剤とを含んでいてもよい。塗工液は、前述の各成分を混合分散させたペースト状、スラリー状等であってもよい。 The coating liquid for forming the fine porous layer (hereinafter, also simply referred to as “coating liquid”) is not particularly limited as long as it is a liquid capable of forming the fine porous layer on the porous base material layer. For example, the coating liquid may contain a conductive material, a binder, and a solvent. The coating liquid may be in the form of a paste or slurry in which the above-mentioned components are mixed and dispersed.

導電性材料は、導電性に優れ、比表面積が大きい材料であればよい。導電性材料としては、例えば、カーボンブラックが挙げられ、中でも、導電性の点から、アセチレンブラックが好ましい。導電性材料の平均粒径は、20nm〜150nmであってもよい。
バインダーとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体等のフッ素系の高分子材料、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系の高分子材料が挙げられる。バインダーとしては、中でも、フッ素系の高分子材料が好ましく、PTFEがより好ましい。
溶剤としては、例えば、水、メタノール、エタノール等が挙げられる。
The conductive material may be any material having excellent conductivity and a large specific surface area. Examples of the conductive material include carbon black, and acetylene black is particularly preferable from the viewpoint of conductivity. The average particle size of the conductive material may be 20 nm to 150 nm.
Examples of the binder include fluorine-based polymer materials such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyhexafluoropropylene, and tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, polypropylene, polyethylene and the like. Examples thereof include polyolefin-based polymer materials. As the binder, a fluorine-based polymer material is preferable, and PTFE is more preferable.
Examples of the solvent include water, methanol, ethanol and the like.

塗工液に含まれる導電性材料の含有率は、全固形分に対して70質量%〜90質量%であることが好ましい。
塗工液に含まれるバインダーの含有率は、全固形分に対して15質量%〜25質量%であることが好ましい。
本開示において、固形分とは、導電性材料、バインダー、後述する分散剤等の不揮発成分をいう。一形態として、固形分は、導電性材料、バインダー及び分散剤であってもよい。
The content of the conductive material contained in the coating liquid is preferably 70% by mass to 90% by mass with respect to the total solid content.
The content of the binder contained in the coating liquid is preferably 15% by mass to 25% by mass with respect to the total solid content.
In the present disclosure, the solid content means a non-volatile component such as a conductive material, a binder, and a dispersant described later. In one form, the solids may be conductive materials, binders and dispersants.

塗工液は、導電性材料、バインダー及び溶剤以外のその他の成分を含んでいてもよい。その他の成分としては、界面活性剤等の分散剤、その他の添加剤などが挙げられる。塗工液は、コンタミネーションを回避する点から、金属を含まないことが好ましい。
界面活性剤としては、特に限定されず、エステル型、エーテル型、エステル・エーテル型等の非イオン系界面活性剤などが挙げられる。
The coating liquid may contain other components other than the conductive material, the binder and the solvent. Examples of other components include dispersants such as surfactants and other additives. The coating liquid preferably does not contain metal from the viewpoint of avoiding contamination.
The surfactant is not particularly limited, and examples thereof include nonionic surfactants such as ester type, ether type, and ester / ether type.

塗工液に含まれる分散剤の含有率は、全固形分に対して5質量%〜15質量%であることが好ましい。 The content of the dispersant contained in the coating liquid is preferably 5% by mass to 15% by mass with respect to the total solid content.

塗工液に含まれる固形分の割合は、15質量%〜25質量%であることが好ましい。
塗工液の粘度は、多孔質基材層への染み込みが抑制され、多孔質基材層上に設定した厚さの塗膜が維持される範囲であることが好ましい。例えば、塗工液の粘度は、ずり速度50s−1において500mPa・s〜2500mPa・sであることが好ましい。
塗工液の貯蔵弾性率は、500Pa〜5500Paであることが好ましい。
なお、粘度及び貯蔵弾性率は粘度計で測定される。
The proportion of the solid content contained in the coating liquid is preferably 15% by mass to 25% by mass.
The viscosity of the coating liquid is preferably in the range in which the penetration into the porous base material layer is suppressed and the coating film having a set thickness on the porous base material layer is maintained. For example, the viscosity of the coating liquid is preferably 500 mPa · s to 2500 mPa · s at a shear rate of 50s-1.
The storage elastic modulus of the coating liquid is preferably 500 Pa to 5500 Pa.
The viscosity and storage elastic modulus are measured with a viscometer.

(燃料電池用ガス拡散層の製造方法の一例)
以下、図1を用いて本開示の燃料電池用ガス拡散層の製造方法の一例を示す。図1に示す製造装置1000は、塗工装置100と、焼成装置200と、搬送装置300と、裁断装置400と、を上流側からこの順番で備える。製造装置1000では、ガス拡散層の多孔質基材層の形成に用いられる長尺シート状の多孔質基材層BSが、搬送装置300によって基材ロール(図示せず)から巻き出されて、塗工装置100、焼成装置200、裁断装置400へ順に送り込まれることにより、塗工工程、焼成工程及び裁断工程が実行される。
(Example of manufacturing method of gas diffusion layer for fuel cell)
Hereinafter, an example of the method for manufacturing the gas diffusion layer for a fuel cell of the present disclosure will be shown with reference to FIG. The manufacturing apparatus 1000 shown in FIG. 1 includes a coating apparatus 100, a firing apparatus 200, a transfer apparatus 300, and a cutting apparatus 400 in this order from the upstream side. In the manufacturing apparatus 1000, the long sheet-shaped porous substrate layer BS used for forming the porous substrate layer of the gas diffusion layer is unwound from the substrate roll (not shown) by the transport apparatus 300. The coating step, the firing step, and the cutting step are executed by being sent to the coating device 100, the firing device 200, and the cutting device 400 in this order.

搬送装置300による多孔質基材層BSの搬送は、上下一対の駆動搬送ロール302及び従動搬送ロール304が、焼成装置200で形成された長尺シート状のガス拡散層を挟んで順に引き込むのに連動して、多孔質基材層BSが基材ロールから巻き出されることによって実行される。多孔質基材層BSは、シート状の多孔質基材層である。 In the transfer of the porous base material layer BS by the transfer device 300, the pair of upper and lower drive transfer rolls 302 and the driven transfer roll 304 are sequentially drawn in with the long sheet-shaped gas diffusion layer formed by the firing device 200 sandwiched between them. In conjunction with this, the porous substrate layer BS is unwound from the substrate roll. The porous base material layer BS is a sheet-shaped porous base material layer.

(塗工工程)
塗工工程は、塗工装置100にて行われる。塗工装置100は、バックアップロール102と、バックアップロール102に対向するように配置されたダイヘッド104と、を備える。ダイヘッド104には、多孔質基材層BSの一方の面に微細多孔質層を形成するための塗工液106が充填されている。
なお、微細多孔質層は、多孔質基材層BSよりも小さな孔径の多孔質構造を有している。ダイヘッド104の配置位置は、図1に示した位置に限定されるものではなく、バックアップロール102に対向して配置されていれば、特に制限はない。
(Coating process)
The coating process is performed by the coating apparatus 100. The coating apparatus 100 includes a backup roll 102 and a die head 104 arranged so as to face the backup roll 102. The die head 104 is filled with a coating liquid 106 for forming a fine porous layer on one surface of the porous base material layer BS.
The fine porous layer has a porous structure having a pore size smaller than that of the porous base material layer BS. The arrangement position of the die head 104 is not limited to the position shown in FIG. 1, and is not particularly limited as long as it is arranged so as to face the backup roll 102.

塗工工程では、基材ロールから送り込まれる多孔質基材層BSのバックアップロール102に接する側の面とは反対側の面に、ダイヘッド104によって塗工液106が塗布される。塗工目付は、例えば2mg/cm〜6mg/cmであってもよい。塗布された塗工液106の塗膜Mcの厚さは、多孔質基材層BSがダイヘッド104とバックアップロール102との間を通過する速度及びダイヘッド104から吐出される塗工液106の吐出速度によって決定される。 In the coating step, the coating liquid 106 is applied by the die head 104 to the surface of the porous substrate layer BS fed from the substrate roll, which is opposite to the surface of the porous substrate layer BS on the side opposite to the surface in contact with the backup roll 102. Coating basis weight may be, for example, 2mg / cm 2 ~6mg / cm 2 . The thickness of the coating film Mc of the applied coating liquid 106 is the speed at which the porous substrate layer BS passes between the die head 104 and the backup roll 102 and the discharge speed of the coating liquid 106 discharged from the die head 104. Determined by.

(焼成工程)
塗工液106が塗布済みの多孔質基材層BSは焼成装置200に搬送され、焼成工程が焼成装置200にて行われる。
焼成装置200は、一般的な焼成炉により構成されている。焼成工程では、塗工液106の塗工済み多孔質基材層BSをヒーター202により加熱することにより、塗工液106による塗膜Mcの焼成処理を実行する。これにより、塗工液106の塗膜Mcが微細多孔質層として多孔質基材層BS上に定着され、多孔質基材層と微細多孔質層とが積層された長尺シート状のガス拡散層が形成される。
(Baking process)
The porous base material layer BS to which the coating liquid 106 has been applied is conveyed to the firing apparatus 200, and the firing step is performed by the firing apparatus 200.
The firing device 200 is composed of a general firing furnace. In the firing step, the coated porous base material layer BS of the coating liquid 106 is heated by the heater 202 to perform the firing treatment of the coating film Mc with the coating liquid 106. As a result, the coating film Mc of the coating liquid 106 is fixed on the porous base material layer BS as a fine porous layer, and the gas diffusion in the form of a long sheet in which the porous base material layer and the fine porous layer are laminated. A layer is formed.

焼成装置200における焼成のための加熱時間(焼成時間)は、焼成装置200に送り込まれた塗工済み多孔質基材層BSが、外部へ送り出されるまでの時間に相当する。焼成時間は前述のように式(1)を満たし、100秒以上である。塗工済み多孔質基材層BSが焼成装置200内を移動する速度及び移動する長さを調節することで焼成時間を調節することができる。 The heating time (firing time) for firing in the firing device 200 corresponds to the time until the coated porous base material layer BS sent to the firing device 200 is sent out to the outside. The firing time satisfies the formula (1) as described above and is 100 seconds or more. The firing time can be adjusted by adjusting the speed and length of movement of the coated porous substrate layer BS in the firing apparatus 200.

焼成装置200における加熱温度(焼成温度)は、塗工液106のカーボン粒子とバインダーとを熱融着するための温度であり、焼成温度は前述のように前述の式(2)〜(4)を満たす。 The heating temperature (firing temperature) in the firing apparatus 200 is a temperature for heat-sealing the carbon particles of the coating liquid 106 and the binder, and the firing temperature is the above-mentioned formulas (2) to (4) as described above. Meet.

焼成装置200における焼成時間及び焼成温度を前述のように調節することにより、撥水性に優れる微細多孔質層を多孔質基材層BS上に製造することができる。 By adjusting the firing time and firing temperature in the firing apparatus 200 as described above, a fine porous layer having excellent water repellency can be produced on the porous substrate layer BS.

焼成工程において、ヒーター202による塗工済み多孔質基材層BSの加熱は、塗工液を塗布した側とは反対側の、多孔質基材層BS側のみから行うことが好ましい。加熱による焼成が充分なほど、得られる微細多孔質層の撥水性が高くなり、従って得られる微細多孔質層の撥水性は、基材層と接する側が、触媒層と接する反対側と比べて高くなる。微細多孔質層の触媒層側の撥水性が、基材層側に比べて劣ることによって、触媒層における保湿性が高まると同時に、乾燥したガスが触媒層側の水分を取り去ることを抑制できるため、耐ドライアップ性も大幅に向上し、発電性能も高くなる。 In the firing step, it is preferable that the heater 202 heats the coated porous base material layer BS only from the side opposite to the side on which the coating liquid is applied, that is, the porous base material layer BS side. The more sufficient the firing by heating, the higher the water repellency of the obtained fine porous layer, and therefore the water repellency of the obtained fine porous layer is higher on the side in contact with the base material layer than on the opposite side in contact with the catalyst layer. Become. Since the water repellency on the catalyst layer side of the fine porous layer is inferior to that on the base material layer side, the moisturizing property of the catalyst layer is enhanced, and at the same time, it is possible to suppress the dry gas from removing the water on the catalyst layer side. , Dry-up resistance is greatly improved, and power generation performance is also improved.

なお、塗工工程の前に、多孔質基材層BSに撥水性を付与する撥水処理が施されていてもよい。撥水処理を施す方法としては、撥水性を付与するための撥水処理用の塗工液が多孔質基材層BSの表面に塗布され、必要に応じて塗布された撥水処理用の塗工液を乾燥する方法が挙げられる。多孔質基材層BSにおける撥水処理用の塗工液が塗布される面は、塗工液106が塗布される面であってもよく、塗工液106が塗布される面の反対側の面であってもよい。 Before the coating step, a water-repellent treatment for imparting water repellency to the porous base material layer BS may be applied. As a method of applying the water-repellent treatment, a coating liquid for the water-repellent treatment for imparting water repellency is applied to the surface of the porous base material layer BS, and the coating for the water-repellent treatment is applied as necessary. A method of drying the working liquid can be mentioned. The surface of the porous substrate layer BS to which the coating liquid for water repellent treatment is applied may be the surface to which the coating liquid 106 is applied, or the surface opposite to the surface to which the coating liquid 106 is applied. It may be a surface.

撥水処理用の塗工液は、撥水剤を含む液体であればよい。撥水剤としては、PTFE、PVDF、ポリヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体等のフッ素系の高分子材料、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン系の高分子材料が挙げられる。撥水剤としては、中でも、フッ素系の高分子材料が好ましく、PTFEがより好ましい。 The coating liquid for the water-repellent treatment may be a liquid containing a water-repellent agent. Examples of the water repellent include fluorine-based polymer materials such as PTFE, PVDF, polyhexafluoropropylene, and tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, and polyolefin-based polymer materials such as polypropylene and polyethylene. As the water repellent, a fluorine-based polymer material is preferable, and PTFE is more preferable.

一例として、撥水処理用の塗工液は、粒径100nm〜400nmのPTFEを含む濃度3質量%〜5質量%の希釈液であってもよい。
また、撥水処理用の塗工液の粘度は、例えばずり速度50s−1において1mPa・s〜100mPa・sであってもよい。
As an example, the coating liquid for water repellent treatment may be a diluted liquid having a concentration of 3% by mass to 5% by mass containing PTFE having a particle size of 100 nm to 400 nm.
Further, the viscosity of the coating liquid for water repellent treatment may be, for example, 1 mPa · s to 100 mPa · s at a shear rate of 50s-1.

撥水処理用の塗工液を多孔質基材層BSに塗布することにより、その塗布面から毛管現象によって多孔質基材層BS内へこの塗工液が浸透する。これにより、多孔質基材層BSの表面及び内部に対して撥水剤を分布させて撥水性を付与する撥水処理を施すことが可能となる。 By applying the coating liquid for water repellent treatment to the porous base material layer BS, the coating liquid permeates from the coated surface into the porous base material layer BS by capillarity. This makes it possible to perform a water-repellent treatment in which a water-repellent agent is distributed on the surface and the inside of the porous base material layer BS to impart water repellency.

(裁断工程)
裁断工程では、焼成装置200から搬送装置300を介して搬送されてくる長尺シート状のガス拡散層を所望の形状に裁断することにより、所望形状のガス拡散層が形成される。
裁断装置400は、一般的な裁断機であればよい。
(Cut process)
In the cutting step, a gas diffusion layer having a desired shape is formed by cutting the long sheet-shaped gas diffusion layer conveyed from the firing device 200 via the transfer device 300 into a desired shape.
The cutting device 400 may be a general cutting machine.

(燃料電池の一例)
以下、ガス拡散層を備える燃料電池の一例について、図2を用いて説明する。図2は、燃料電池の単セルの構成を示す断面図である。本開示の製造方法にて得られた燃料電池用ガス拡散層をガス拡散層32及びガス拡散層42の少なくとも一方として用いることで図2に示すような燃料電池を製造することができる。
(Example of fuel cell)
Hereinafter, an example of a fuel cell provided with a gas diffusion layer will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of a single cell of a fuel cell. By using the gas diffusion layer for a fuel cell obtained by the production method of the present disclosure as at least one of the gas diffusion layer 32 and the gas diffusion layer 42, the fuel cell as shown in FIG. 2 can be manufactured.

図2に示すように、単セル1は、膜電極接合体5がカソードセパレータ6及びアノードセパレータ7で挟持された構造を有している。膜電極接合体5は、固体高分子電解質膜2と、固体高分子電解質膜2の一方の面に設けられたカソード(酸化剤極)3と、他方の面に設けられたアノード(燃料極)4とを備えている。カソード3は、固体高分子電解質膜2側から順に、カソード触媒層31とガス拡散層32が積層した多層構造を有している。アノード4は、固体高分子電解質膜2側から順に、アノード触媒層41とガス拡散層42が積層した多層構造を有している。 As shown in FIG. 2, the single cell 1 has a structure in which the membrane electrode assembly 5 is sandwiched between the cathode separator 6 and the anode separator 7. The membrane electrode assembly 5 includes a solid polymer electrolyte membrane 2, a cathode (oxidizing agent electrode) 3 provided on one surface of the solid polymer electrolyte membrane 2, and an anode (fuel electrode) provided on the other surface. It is equipped with 4. The cathode 3 has a multilayer structure in which the cathode catalyst layer 31 and the gas diffusion layer 32 are laminated in order from the solid polymer electrolyte membrane 2 side. The anode 4 has a multilayer structure in which the anode catalyst layer 41 and the gas diffusion layer 42 are laminated in order from the solid polymer electrolyte membrane 2 side.

カソード3に含まれるガス拡散層32は、微細多孔質層33と多孔質基材層34を備え、アノード4に含まれるガス拡散層42も、微細多孔質層43と多孔質基材層44を備えている。微細多孔質層33はカソード触媒層31と接触しており、多孔質基材層34は、カソードセパレータ6と接触している。同様に、微細多孔質層43は、アノード触媒層41と接触しており、多孔質基材層44は、アノードセパレータ7と接触している。
セパレータ6及び7は、酸化剤ガス流路6a及び燃料ガス流路7aをそれぞれ有する。
本開示の製造方法で製造される燃料電池用ガス拡散層は、カソード用であってもよく、アノード用であってもよい。
The gas diffusion layer 32 included in the cathode 3 includes a fine porous layer 33 and a porous base material layer 34, and the gas diffusion layer 42 included in the anode 4 also has a fine porous layer 43 and a porous base material layer 44. I have. The fine porous layer 33 is in contact with the cathode catalyst layer 31, and the porous substrate layer 34 is in contact with the cathode separator 6. Similarly, the fine porous layer 43 is in contact with the anode catalyst layer 41, and the porous substrate layer 44 is in contact with the anode separator 7.
The separators 6 and 7 have an oxidant gas flow path 6a and a fuel gas flow path 7a, respectively.
The gas diffusion layer for a fuel cell manufactured by the manufacturing method of the present disclosure may be for a cathode or for an anode.

単セル1は、固体高分子電解質膜2の両側にカソード3及びアノード4を配置して、通常、ホットプレス法により一体に接合して膜電極接合体5を形成し、次に膜電極接合体5の両側にカソードセパレータ6及びアノードセパレータ7を配置して製造される。単セル1では、アノード4側に水素を含有した燃料ガスを供給し、カソード3側に酸素を含有した空気などの酸化剤ガスを供給する。これにより、固体高分子電解質膜2と、カソード触媒層31及びアノード触媒層41との間の接触面において電気化学反応が起こる。 In the single cell 1, the cathode 3 and the anode 4 are arranged on both sides of the solid polymer electrolyte membrane 2, and usually they are integrally bonded by a hot press method to form a membrane electrode assembly 5, and then a membrane electrode assembly is formed. It is manufactured by arranging the cathode separator 6 and the anode separator 7 on both sides of 5. In the single cell 1, a fuel gas containing hydrogen is supplied to the anode 4 side, and an oxidant gas such as air containing oxygen is supplied to the cathode 3 side. As a result, an electrochemical reaction occurs at the contact surface between the solid polymer electrolyte membrane 2 and the cathode catalyst layer 31 and the anode catalyst layer 41.

以下、本発明を実験例を用いて説明するが、本発明は以下の実験例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to experimental examples, but the present invention is not limited to the following experimental examples.

[実験例]
まず、多孔質基材層について、後述の微細多孔質層を形成するための塗工液を塗布する面とは反対側の面に粒径200nm〜300nmのPTFEを含む濃度3質量%〜5質量%の撥水処理用の塗工液を塗布し、次いで80℃にて加熱乾燥することで多孔質基材層に対し撥水処理を施した。なお、撥水処理用の塗工液の粘度は、ずり速度50s−1において50mPa・sであった。
[Experimental example]
First, regarding the porous base material layer, the concentration of 3% by mass to 5% by mass containing PTFE having a particle size of 200 nm to 300 nm on the surface opposite to the surface to which the coating liquid for forming the fine porous layer described later is applied. A coating liquid for water-repellent treatment of% was applied, and then the porous substrate layer was subjected to water-repellent treatment by heating and drying at 80 ° C. The viscosity of the coating liquid for water repellent treatment was 50 mPa · s at a shear rate of 50s-1.

導電性材料である平均粒径が35nmのアセチレンブラックと、バインダーであるPTFEと、溶剤と、分散剤と、を含む微細多孔質層を形成するための塗工液を調製した。この塗工液では、導電性材料とバインダーと分散剤との全固形分を100質量%として、導電性材料の含有率が80質量%であり、バインダーの含有率が15質量%であり、分散剤の含有率が5質量%である。また、この塗工液の固形分の割合は20質量%であり、粘度がずり速度50s−1において1500mPa・sであり、貯蔵弾性率が3000Paであった。 A coating liquid for forming a fine porous layer containing acetylene black having an average particle size of 35 nm, which is a conductive material, PTFE as a binder, a solvent, and a dispersant was prepared. In this coating liquid, the total solid content of the conductive material, the binder and the dispersant is 100% by mass, the content of the conductive material is 80% by mass, the content of the binder is 15% by mass, and the dispersion is performed. The content of the agent is 5% by mass. The solid content of this coating liquid was 20% by mass, the viscosity was 1500 mPa · s at a shear rate of 50 s-1 , and the storage elastic modulus was 3000 Pa.

調製した塗工液を多孔質基材層に塗布した後、図3のマル又はバツの記号で示す焼成時間及び焼成温度の条件にて塗工液が塗布された多孔質基材層を焼成した。これにより、微細多孔質層を備える燃料電池用ガス拡散層を製造した。 After the prepared coating liquid was applied to the porous base material layer, the porous base material layer coated with the coating liquid was fired under the conditions of the firing time and the firing temperature indicated by the circle or cross symbol in FIG. .. As a result, a gas diffusion layer for a fuel cell having a fine porous layer was manufactured.

(発電性能による撥水性の評価)
焼成時間及び焼成温度の条件を変更して製造された燃料電池用ガス拡散層をそれぞれ用い、他の構成要素を同一として図2に示すような単セルを構成した後、同一の条件にて発電性能を評価したときの出力電圧を測定することで撥水性を評価した。結果を図3に示す。
(Evaluation of water repellency based on power generation performance)
Using gas diffusion layers for fuel cells manufactured by changing the conditions of firing time and firing temperature, a single cell as shown in FIG. 2 is configured with the other components being the same, and then power is generated under the same conditions. The water repellency was evaluated by measuring the output voltage when the performance was evaluated. The results are shown in FIG.

図3では、撥水性の評価が良好であった場合をマルとし、撥水性の評価が不良であった場合をバツとした。 In FIG. 3, the case where the evaluation of water repellency was good was marked as round, and the case where the evaluation of water repellency was poor was marked as cross.

(転落角の測定による撥水性の評価)
発電性能による撥水性の評価では、単セルを構成したあとに撥水性を評価することになるため、効率性の点から、より簡易的に撥水性を評価できることが望ましい。そこで、焼成時間を160秒とし、焼成温度を340℃、350℃、360℃、370℃、380℃、390℃又は400℃とした条件にて製造された燃料電池用ガス拡散層をそれぞれ用い、転落角の測定による撥水性の評価を行った。
(Evaluation of water repellency by measuring the fall angle)
In the evaluation of water repellency based on power generation performance, the water repellency is evaluated after forming a single cell, so it is desirable that the water repellency can be evaluated more easily from the viewpoint of efficiency. Therefore, the gas diffusion layer for a fuel cell manufactured under the conditions that the firing time was 160 seconds and the firing temperature was 340 ° C, 350 ° C, 360 ° C, 370 ° C, 380 ° C, 390 ° C or 400 ° C was used. Water repellency was evaluated by measuring the fall angle.

転落角測定用の液体としてエタノール15質量%の水溶液を準備した。
次に、微細多孔質層が上面となるように燃料電池用ガス拡散層を平面上に配置し、転落角測定用の液体25μmLを微細多孔質層に静置した。そして、平面に角度をつけた際に、静置された液体が動き出した角度を測定して転落角を求めた。
An aqueous solution of 15% by mass of ethanol was prepared as a liquid for measuring the falling angle.
Next, the gas diffusion layer for the fuel cell was arranged on a flat surface so that the fine porous layer was on the upper surface, and 25 μmL of the liquid for measuring the rolling angle was allowed to stand on the fine porous layer. Then, when the plane was angled, the angle at which the static liquid started to move was measured to obtain the fall angle.

図4に示すように、転落角測定用の液体としてエタノール15質量%の水溶液を用いた場合、焼成温度が340℃、390℃又は400℃の場合と比較して焼成温度が350℃〜380℃にて転落角が略一定の小さい値を示し、図3の斜線部の範囲にて微細多孔質層の撥水性に優れることが推測された。この結果は、発電性能による撥水性の評価と同様の傾向を示していた。 As shown in FIG. 4, when an aqueous solution of 15% by mass of ethanol is used as the liquid for measuring the falling angle, the firing temperature is 350 ° C. to 380 ° C. as compared with the case where the firing temperature is 340 ° C., 390 ° C. or 400 ° C. The fall angle showed a substantially constant small value, and it was presumed that the fine porous layer was excellent in water repellency in the range of the shaded area in FIG. This result showed the same tendency as the evaluation of water repellency by power generation performance.

次に、転落角測定用の液体として、エタノール濃度が、10質量%及び20質量%の水溶液をそれぞれ準備した。そして、エタノール15質量%の水溶液を用いたときと同様にして転落角の測定による撥水性の評価を行った。 Next, as a liquid for measuring the falling angle, aqueous solutions having ethanol concentrations of 10% by mass and 20% by mass were prepared, respectively. Then, the water repellency was evaluated by measuring the falling angle in the same manner as when an aqueous solution of 15% by mass of ethanol was used.

図5及び図6に示すように、転落角測定用の液体としてエタノール10質量%の水溶液又はエタノール20質量%の水溶液を用いた場合、焼成温度を変更した場合でも転落角の値が大きく変動せず、良品か不良品かを判別する撥水性の評価ができなかった。 As shown in FIGS. 5 and 6, when an aqueous solution of 10% by mass of ethanol or an aqueous solution of 20% by mass of ethanol is used as the liquid for measuring the falling angle, the value of the falling angle fluctuates greatly even when the firing temperature is changed. Therefore, it was not possible to evaluate the water repellency to determine whether it was a good product or a defective product.

以上の点から、エタノール濃度が10質量%よりも大きく20質量%よりも小さい水溶液、例えば、エタノール15質量%の水溶液を用いて燃料電池用ガス拡散層について転落角の測定を行うことにより、撥水性の評価が簡易的に実施できることを確認した。さらに、図4に示すように、転落角が特定の値X以下であるときに撥水性に優れる良品と判断し、転落角が特定の値Xよりも大きいときに撥水性が充分でない不良品と判断すること等が可能となり、単セルを作製して発電性能を評価せずとも簡易的な方法にて明確に撥水性を評価できることが見いだされた。 From the above points, the fall angle of the gas diffusion layer for a fuel cell is measured using an aqueous solution having an ethanol concentration of more than 10% by mass and less than 20% by mass, for example, an aqueous solution of 15% by mass of ethanol. It was confirmed that the evaluation of aqueous solution can be easily carried out. Further, as shown in FIG. 4, when the falling angle is equal to or less than a specific value X, it is judged to be a good product having excellent water repellency, and when the falling angle is larger than the specific value X, it is judged to be a defective product having insufficient water repellency. It has become possible to make a judgment, and it has been found that the water repellency can be clearly evaluated by a simple method without producing a single cell and evaluating the power generation performance.

Claims (1)

微細多孔質層を形成するための塗工液が一方の面に塗布された多孔質基材層を加熱して焼成する工程を含み、
前記焼成する工程では、焼成温度をA(℃)とし、焼成時間をB(秒)としたときに以下の式(1)〜(4)を満たす燃料電池用ガス拡散層の製造方法。
B≧100・・・(1)
A≧355−〔(B−80)/40〕×5(100≦B≦200)・・・(2)
A≧340(B>200)・・・(3)
A<390・・・(4)
It includes a step of heating and firing a porous base material layer coated on one surface with a coating liquid for forming a fine porous layer.
In the firing step, a method for manufacturing a gas diffusion layer for a fuel cell that satisfies the following formulas (1) to (4) when the firing temperature is A (° C.) and the firing time is B (seconds).
B ≧ 100 ... (1)
A ≧ 355 [(B-80) / 40] × 5 (100 ≦ B ≦ 200) ・ ・ ・ (2)
A ≧ 340 (B> 200) ・ ・ ・ (3)
A <390 ... (4)
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