JP2505449B2 - 硫酸型燃料電池用電極の製造方法 - Google Patents
硫酸型燃料電池用電極の製造方法Info
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- JP2505449B2 JP2505449B2 JP62079073A JP7907387A JP2505449B2 JP 2505449 B2 JP2505449 B2 JP 2505449B2 JP 62079073 A JP62079073 A JP 62079073A JP 7907387 A JP7907387 A JP 7907387A JP 2505449 B2 JP2505449 B2 JP 2505449B2
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- sulfuric acid
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
- H01M4/8663—Selection of inactive substances as ingredients for catalytic active masses, e.g. binders, fillers
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- H01M4/8663—Selection of inactive substances as ingredients for catalytic active masses, e.g. binders, fillers
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- H01M4/8875—Methods for shaping the electrode into free-standing bodies, like sheets, films or grids, e.g. moulding, hot-pressing, casting without support, extrusion without support
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、硫酸型燃料電池用電極の製造方法に関す
る。
る。
（従来の技術とその問題点） 従来、硫酸型燃料電池に用いるガス拡散電極の反応層
原料粉末は、水溶液中で分散していたが、工程で複雑
で、多くの機器を使用する必要があり、時間も多くかか
る。またこの反応層原料粉末で作ったガス拡散電極は白
金の担持量が比較的多いにもかかわらず触媒反応活発に
行われず、出力特性が劣るという問題点があった。
原料粉末は、水溶液中で分散していたが、工程で複雑
で、多くの機器を使用する必要があり、時間も多くかか
る。またこの反応層原料粉末で作ったガス拡散電極は白
金の担持量が比較的多いにもかかわらず触媒反応活発に
行われず、出力特性が劣るという問題点があった。
（発明の目的） 本発明は、上記問題点を解決すべくなされたもので、
反応層原料粉末を簡単に機器により短時間に容易に作製
でき、しかもこの反応層原料粉末により作った反応層に
担持する白金の量が少なくとも触媒反応が活発に行わ
れ、出力特性に優れた硫酸型燃料電池用電極の製造方法
を提供することを目的とするものである。
反応層原料粉末を簡単に機器により短時間に容易に作製
でき、しかもこの反応層原料粉末により作った反応層に
担持する白金の量が少なくとも触媒反応が活発に行わ
れ、出力特性に優れた硫酸型燃料電池用電極の製造方法
を提供することを目的とするものである。
（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するための本発明の硫酸型燃料電池
用電極の製造方法は、親水性カーボンブラックと疎水性
カーボンブラックとポリ四弗化エチレンとをミキサーで
乾式混合、微粉化し、次にこの反応層原料粉末に溶剤を
加えてシート状に成形して反応層を形成し、次いでこの
反応層にガス供給層を重合して圧延し、然る後反応層に
白金を担持することを特徴とするものである。
用電極の製造方法は、親水性カーボンブラックと疎水性
カーボンブラックとポリ四弗化エチレンとをミキサーで
乾式混合、微粉化し、次にこの反応層原料粉末に溶剤を
加えてシート状に成形して反応層を形成し、次いでこの
反応層にガス供給層を重合して圧延し、然る後反応層に
白金を担持することを特徴とするものである。
本発明の硫酸型燃料電池用電極の製造方法では、上述
の如く反応層原料粉末を乾式の気相混合法により作製す
るので、簡単な機器により短時間に容易に作製でき、ま
た界面活性剤などを使用しないので、後処理が容易であ
る。またこの反応層原料粉末に溶剤を加えてシート状に
成形した反応層に担持する白金の量が少なくとも、白金
は反応層中の親水性カーボンブラックにのみ均一に分散
付着するので、電解液は反応層中の全ての白金に接触
し、触媒反応が活発に行われ、出力特性が向上するもの
である。
の如く反応層原料粉末を乾式の気相混合法により作製す
るので、簡単な機器により短時間に容易に作製でき、ま
た界面活性剤などを使用しないので、後処理が容易であ
る。またこの反応層原料粉末に溶剤を加えてシート状に
成形した反応層に担持する白金の量が少なくとも、白金
は反応層中の親水性カーボンブラックにのみ均一に分散
付着するので、電解液は反応層中の全ての白金に接触
し、触媒反応が活発に行われ、出力特性が向上するもの
である。
（実施例） 本発明による硫酸型燃料電池用電極の製造方法の実施
例を説明する。
例を説明する。
先ず第１実施例について説明すると、平均粒径390Å
の親水性カーボンブラックと平均粒径420Åの疎水性カ
ーボンブラックと、平均粒径0.3μのポリ四弗化エチレ
ンとを4.9:2.0:3.1の割合でミキサーにて乾式混合し、
１〜50μｍに微粉化した。次にこの混合、微粉化した反
応層原料粉末にに溶剤としてソルベントナフサを加え、
厚さ0.5mmのシート状に20℃以下で圧延成形し、次いで
反応層に、厚さ2mmのガス供給層を重ね20℃以下で圧延
して厚さ0.7mmにしそれを縦10cm、横10cmに切った後、
ホットプレスした。然る後反応層面に塩化白金酸溶液を
塗布して含浸させた後、空気中200℃で加熱分解し、H2
中200℃で還元して白金を親水性カーボンブラックに付
着担持した。この時の白金の担持量は0.56mg/cm2であっ
た。
の親水性カーボンブラックと平均粒径420Åの疎水性カ
ーボンブラックと、平均粒径0.3μのポリ四弗化エチレ
ンとを4.9:2.0:3.1の割合でミキサーにて乾式混合し、
１〜50μｍに微粉化した。次にこの混合、微粉化した反
応層原料粉末にに溶剤としてソルベントナフサを加え、
厚さ0.5mmのシート状に20℃以下で圧延成形し、次いで
反応層に、厚さ2mmのガス供給層を重ね20℃以下で圧延
して厚さ0.7mmにしそれを縦10cm、横10cmに切った後、
ホットプレスした。然る後反応層面に塩化白金酸溶液を
塗布して含浸させた後、空気中200℃で加熱分解し、H2
中200℃で還元して白金を親水性カーボンブラックに付
着担持した。この時の白金の担持量は0.56mg/cm2であっ
た。
次に第２実施例について説明すると、平均粒径390Å
の親水性カーボンブラックと平均粒径0.3μのポリ四弗
化エチレンとをミキサーにて乾式混合し、１〜50μｍに
微粉化し、これに１〜50μｍに別途微粉化した疎水性カ
ーボンブラックを乾式混合し、親水性カーボンブラッ
ク、ポリ四弗化エチレン、疎水性カーボンブラックの配
合割合を4.9:3.1:2.0とした。次にこの混合、微粉化し
た反応層原料微粉末に溶剤として加え、厚さ2mmのシー
ト状に20℃以下で圧延し次いで反応層に、厚さ2mmのガ
ス供給層を重ね20℃以下で圧延して厚さ0.7mmにしそれ
を縦10cm、横10cmに切った後、ホットプレスした。然る
後反応層面に塩化白金酸溶液を塗布して含浸させた後、
空気中200℃で加熱分解し、H2中200℃で還元して白金を
親水性カーボンブラックに付着担持した。この時の白金
担持量は0.56mg/cm2であった。
の親水性カーボンブラックと平均粒径0.3μのポリ四弗
化エチレンとをミキサーにて乾式混合し、１〜50μｍに
微粉化し、これに１〜50μｍに別途微粉化した疎水性カ
ーボンブラックを乾式混合し、親水性カーボンブラッ
ク、ポリ四弗化エチレン、疎水性カーボンブラックの配
合割合を4.9:3.1:2.0とした。次にこの混合、微粉化し
た反応層原料微粉末に溶剤として加え、厚さ2mmのシー
ト状に20℃以下で圧延し次いで反応層に、厚さ2mmのガ
ス供給層を重ね20℃以下で圧延して厚さ0.7mmにしそれ
を縦10cm、横10cmに切った後、ホットプレスした。然る
後反応層面に塩化白金酸溶液を塗布して含浸させた後、
空気中200℃で加熱分解し、H2中200℃で還元して白金を
親水性カーボンブラックに付着担持した。この時の白金
担持量は0.56mg/cm2であった。
こうして製造した第１実施例及び第２実施例の硫酸型
燃料電池用電極を、電解液20％H2SO4、供給ガス1atmのH
2とO2、温度60℃で、電池（単セル）試験を行い、極間1
0mmで測定したものを極間1mmに補正して出力特性を調べ
た処、第１図のグラフに示すような結果を得た。このグ
ラフで判るように0.5A/cm2で第１実施例の電極は0.51
V、第２実施例の電池は0.57Vが得られた。
燃料電池用電極を、電解液20％H2SO4、供給ガス1atmのH
2とO2、温度60℃で、電池（単セル）試験を行い、極間1
0mmで測定したものを極間1mmに補正して出力特性を調べ
た処、第１図のグラフに示すような結果を得た。このグ
ラフで判るように0.5A/cm2で第１実施例の電極は0.51
V、第２実施例の電池は0.57Vが得られた。
また第２実施例で得た硫酸型燃料電池用電極と、この
第２実施例と同じ方法で作ったが、親水性カーボンブラ
ックとポリ四弗化エチレンの組成比を変えた比較例の硫
酸型燃料電池用電極との出力特性を調べた処、第２図の
グラフに示すような結果を得た。このグラフで判るよう
にポリ四弗化エチレン（PTFE）量が31％の第２実施例と
ポリ四弗化エチレン量が30％の比較例１の電極が、出力
特性に優れているが、ポリ四弗化エチレン量が32％、34
％、36％の比較例２、３、４の電極は出力特性が劣るも
のである。
第２実施例と同じ方法で作ったが、親水性カーボンブラ
ックとポリ四弗化エチレンの組成比を変えた比較例の硫
酸型燃料電池用電極との出力特性を調べた処、第２図の
グラフに示すような結果を得た。このグラフで判るよう
にポリ四弗化エチレン（PTFE）量が31％の第２実施例と
ポリ四弗化エチレン量が30％の比較例１の電極が、出力
特性に優れているが、ポリ四弗化エチレン量が32％、34
％、36％の比較例２、３、４の電極は出力特性が劣るも
のである。
さらに第２実施例で得た硫酸型燃料電池用電極とこの
第２実施例と同じ方法で作ったが、白金量を変えた比較
例の硫酸型燃料電池用電極との出力特性を調べた処、第
３図のグラフに示すような結果を得た。このグラフで判
るように白金量を１×0.56mg/cm2、1.2×0.56mg/cm2、
1.4×0.56mg/cm2、1.6×0.56mg/cm2と第２実施例のもの
より多くすると、略一定の出力となり、低白金量の第２
実施例のものでも十分な出力が得られることが判る。
第２実施例と同じ方法で作ったが、白金量を変えた比較
例の硫酸型燃料電池用電極との出力特性を調べた処、第
３図のグラフに示すような結果を得た。このグラフで判
るように白金量を１×0.56mg/cm2、1.2×0.56mg/cm2、
1.4×0.56mg/cm2、1.6×0.56mg/cm2と第２実施例のもの
より多くすると、略一定の出力となり、低白金量の第２
実施例のものでも十分な出力が得られることが判る。
第４図のグラフはこれらの出力特性であり、白金量
（0.90mgPt/cm2）に於いて、0.60Vでは0.28W/cm2、0.55
Vでは0.33W/cm2の出力となった。
（0.90mgPt/cm2）に於いて、0.60Vでは0.28W/cm2、0.55
Vでは0.33W/cm2の出力となった。
（発明の効果） 以上の説明で判るように本発明の硫酸型燃料電池用電
極の製造方法によれば、白金の担持量が少なくとも触媒
反応が活発に行われ、出力特性に優れた電極を得ること
ができる。また本発明の製造方法では反応層原料粉末を
簡単な機器を用いて乾式（気相）混合法により短時間で
（従来法では２日要したものが10分程度で）容易に作製
でき、また界面活性剤などを使用しないので、後処理が
容易である等の効果がある。
極の製造方法によれば、白金の担持量が少なくとも触媒
反応が活発に行われ、出力特性に優れた電極を得ること
ができる。また本発明の製造方法では反応層原料粉末を
簡単な機器を用いて乾式（気相）混合法により短時間で
（従来法では２日要したものが10分程度で）容易に作製
でき、また界面活性剤などを使用しないので、後処理が
容易である等の効果がある。
第１図は電流と電圧の関係を示すグラフ、第２図はポリ
四弗化エチレン（PTFE）の量（％）と電圧の関係を示す
グラフ、第３図は白金量と電圧の関係を示すグラフ、第
４図は電圧と出力の関係を示すグラフである。
四弗化エチレン（PTFE）の量（％）と電圧の関係を示す
グラフ、第３図は白金量と電圧の関係を示すグラフ、第
４図は電圧と出力の関係を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】親水性カーボンブラックと疎水性カーボン
ブラックとポリ四弗化エチレンとをミキサーで乾式混
合、微粉化し、次にこの反応層原料粉末に溶剤を加えて
シート状に成形して反応層を形成し、次いで反応層にガ
ス供給層を重合して圧延し、然る後反応層に白金を担持
することを特徴とする硫酸型燃料電池用電極の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62079073A JP2505449B2 (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 硫酸型燃料電池用電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62079073A JP2505449B2 (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 硫酸型燃料電池用電極の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63245862A JPS63245862A (ja) | 1988-10-12 |
| JP2505449B2 true JP2505449B2 (ja) | 1996-06-12 |
Family
ID=13679713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62079073A Expired - Lifetime JP2505449B2 (ja) | 1987-03-31 | 1987-03-31 | 硫酸型燃料電池用電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2505449B2 (ja) |
-
1987
- 1987-03-31 JP JP62079073A patent/JP2505449B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63245862A (ja) | 1988-10-12 |
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